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基于AMTEC与超临界CO 循环的太阳能热发电系统研究
2
郑开云
2018年9月 常州
国家核电
国家核电
报告提纲
1. 背景简介
2. AMTEC工作原理及特点
3. AMTEC与超临界CO 循环集成方案
2
4. 系统效率初步分析
5. 总结
1 背景简介
l 太阳能取之不尽、用之不竭。采用太阳能热发电的主流技术包括塔式、槽
式、菲涅尔式、碟式等技术路线。
l 热能转换为电能的方式包括采用动力机械的热力发电技术和无运动部件的
直接热电转换技术,前者主要用于大功率的发电装置,例如:汽轮机组;
后者主要用于小功率的发电装置,例如:温差发电装置。
l 随着新型热能发电技术不断被开发,这一领域的创新空间也不断得到拓展。
1 背景简介
l 超临界CO 循环热效率高,系统紧凑、动力机械体积小、制造成本较低。
2
临界CO 循环中工质运行于高温高压参数,受制于高温材料的许用条件,
2
目前最高700℃等级 (DOE SunShot),参数和效率进一步提高的空间有限。
1 背景简介
l 直接热电转换技术——碱金属热电转换器 (AMTEC)是以β″氧化铝固体
电解质 (BASE)为选择性渗透膜,以液态或气态碱金属 (如:钠)为循环
工质的高效面积型热电能量直接转换装置,工质运行在常压附近,适用于
温度为600~1000℃的热源。AMTEC无运动部件、无声、无需维护,但是,
其冷凝器释放的热量品位高,效率损失较大。
l AMTEC配合超临界CO 循环,并以太阳能热为高温热源,组成联合发电系统,
2
其光电转换效率可达到25%以上。
2 AMTEC工作原理及特点
高温区
吸热
液态钠
-
BASE
+ 多孔电极
气态钠
电磁泵
液态钠
放热
低温区
AMTEC的工作原理示意图
2 AMTEC工作原理及特点
l AMTEC具有几个优点:
(1)效率高,理论上热电转换效率可达40%。
(2)功率密度高,可达500W/kg以上。
(3)无运动部件,如果使用电磁泵或吸液芯,则装置运行不需要运动机械,其中仅有的运动只是
工质的循环流动。
(4)可工程化条件佳,装置中的温度和压力均在常规可获得工程材料的许用范围内,所涉及的关
键技术可利用成熟的β-氧化铝陶瓷制
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