[发明专利]包括离子迁移部件的用于发电的系统和方法

权利要求书

1.一种用于发电的系统，包括：

发电涡轮机，所述发电涡轮机被配置为使包含再循环CO₂的工作流膨胀以产生涡轮排气流和产生动力；

含氧流源，所述含氧流源被配置为提供含氧流；

燃料源，所述燃料源被配置为将燃料输入到涡轮排气流中；

离子迁移膜系统(ITM)，所述离子迁移膜系统被配置为接收具有输入燃料的涡轮排气流并被配置为接收含氧流，该ITM有效于将来自所述含氧流的氧扩散到具有输入燃料的涡轮排气流中，以至少部分地燃烧所述输入燃料的至少一部分以及提供加热的含CO₂流；和

回热式热交换器，所述回热式热交换器被配置为将热量从所述含CO₂流传递给包含再循环CO₂的工作流。

2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括分离器，该分离器被配置为接收来自回热式热交换器的含CO₂流以及输出相当纯的CO₂的流。

3.根据权利要求2所述的系统，进一步包括至少一个压缩机，所述至少一个压缩机被配置为压缩所述相当纯的CO₂的至少一部分以及提供所述再循环CO₂。

4.根据权利要求1所述的系统，进一步包括至少一个附加热源，所述至少一个附加热源被配置为给包含再循环CO₂的工作流添加除了从所述含CO₂流传递的热量之外的热量。

5.根据权利要求1所述的系统，进一步包括配置为加热来自所述ITM上游的含氧流的含氧流预热器和配置为加热来自所述ITM上游的涡轮排气流的涡轮排气流预热器中的一者或两者。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述含氧流源是空气。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述含氧流源是来自燃气涡轮机的排气流。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述发电涡轮机包括一系列的至少两个涡轮机。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统至少包括第一ITM和第二ITM。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述ITM包括管形式的扩散膜，该扩散膜具有配置为接触所述含氧流的外表面和配置为接触具有所述输入燃料的涡轮排气流的内表面。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，管形式的所述扩散膜具有开放的上游端和闭合的下游端。

12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述ITM包括位于管形式的所述扩散膜内的内金属管。

13.根据权利要求10所述的系统，其中，所述ITM包括外金属管，所述外金属管包围管形式的所述扩散膜并与管形式的所述扩散膜同心。

14.根据权利要求10所述的系统，其中，所述ITM包括外部压力容器。