间接式超临界二氧化碳塔式太阳能热发电系统仿真优化

何欣欣，薛志恒，陈会勇，王伟锋

间接式超临界二氧化碳塔式太阳能热发电系统仿真优化

何欣欣，薛志恒，陈会勇，王伟锋

（西安热工研究院有限公司，陕西 西安 710054）

本文建立了间接式超临界二氧化碳塔式太阳能热发电系统数学模型，对该系统在不同的透平入口温度、主压缩机出口压力以及循环压比下进行仿真，分析了全厂热效率的变化规律。结果表明：随着透平入口温度的升高，全厂热效率出现先增大后减小的规律，在750 ℃附近存在最佳透平入口温度；随着循环压比的增大，全厂热效率出现先增大后减小的规律，对于不同的主压缩机出口压力和透平出口温度均存在最佳循环压比。最后提出了该系统的2种参数优化方案，并给出主压缩机入口压力20~35 MPa、透平入口温度500~850 ℃范围内的参数优化值。

超临界；二氧化碳；塔式；太阳能热发电；腔式吸热器；参数优化

近年来，太阳能热发电作为一种太阳能大功率集中利用的发电方式受到广泛研究及推广应用。许多国家建立了各种规模的以朗肯循环为动力循环的示范性光热电站[1]。动力循环的高参数化是提高太阳能热发电效率的重要途径之一，以超临界二氧化碳为工质的布雷顿循环在透平入口温度为500~800 ℃时，与同等运行参数下的朗肯循环相比，具有效率高、结构紧凑等特征和优势，与太阳能热发电的运行特性相匹配[2-3]。因此，将布雷顿循环与太阳能热发电相结合可以进一步提升太阳能热发电系统的效率。……