[发明专利]一种超临界二氧化碳锅炉工质温度调节系统和方法在审
申请号: | 201910338636.X | 申请日: | 2019-04-25 |
公开(公告)号: | CN110056851A | 公开(公告)日: | 2019-07-26 |
发明(设计)人: | 闫凯;杨涛;张翔;乌晓江 | 申请(专利权)人: | 上海锅炉厂有限公司 |
主分类号: | F22B3/08 | 分类号: | F22B3/08;F22B35/12;F22B31/08;F01K25/10 |
代理公司: | 上海申汇专利代理有限公司 31001 | 代理人: | 翁若莹;柏子雵 |
地址: | 201100 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 超临界二氧化碳 锅炉工质 温度调节系统 锅炉 低温二氧化碳 二氧化碳工质 高温二氧化碳 直接接触换热 汽轮机叶片 闭式系统 使用寿命 温度调节 系统运行 受热 灵活的 受热面 有效地 超温 调温 | ||
本发明涉及一种超临界二氧化碳锅炉工质温度调节系统。本发明的另一个技术方案是提供了一种超临界二氧化碳锅炉工质温度调节方法。本发明有效地解决了超临界二氧化碳锅炉工质温度的调节问题。将闭式系统内的部分二氧化碳工质降温后与高温二氧化碳工质直接接触换热,通过对进入超临界二氧化碳锅炉调温点的低温二氧化碳工质保持合理的温度和流量,实现了对超临界二氧化碳锅炉工质温度快速、灵活的调节,避免了锅炉受热面的超温,不仅明显增加了系统运行的安全性,而且还大大延长了系统内高温受热面和管道以及汽轮机叶片的使用寿命。
技术领域
本发明涉及一种超临界二氧化碳锅炉工质温度调节系统和方法,属于超临界二氧化碳布雷顿循环高效循环发电技术领域。
背景技术
能源的日益匮乏是制约当今社会发展的一大因素,提高能源的利用率受到了人们的重视。与传统水工质朗肯循环相比,超临界二氧化碳布雷顿循环在500~700℃时具有循环热效率高,能量密度大,系统简单紧凑,安全性好,不需要设置除氧、除盐、排污及疏放水设施等优势,可以在提升系统热功转换效率的同时降低投入成本。
对于正常运行的超临界二氧化碳锅炉而言,保持锅炉出口超临界二氧化碳工质温度达到额定值可以获得较高的经济效益。若超临界二氧化碳工质温度过高会使锅炉受热面和透平机的金属材料超温和蠕变速度加快,高温受热面和管道以及汽轮机叶片的使用寿命显著降低;若超临界二氧化碳工质温度过低会导致机组出力降低,从而影响机组整体的循环效率。而且随着动力循环压力、温度的提高,机组运行存在过大的偏差还会大大增加锅炉受热面管子的高温腐蚀速率。因此,对超临界二氧化碳锅炉工质进行及时、有效地温度调节,对于机组的安全、稳定运行有着重要的意义。
发明内容
本发明的目的是:实现对超临界二氧化碳锅炉工质温度的灵活调节,从而增加超临界二氧化碳锅炉的安全裕度和调节灵活性。
为了达到上述目的,本发明的一个技术方案是提供了一种超临界二氧化碳锅炉工质温度调节系统,其特征在于,包括超临界二氧化碳锅炉、透平、回热器、冷却器、压缩机组件和调温工质流量调节管组,其中:透平的入口与超临界二氧化碳锅炉的出口相连,透平的出口连接回热器的低压侧入口,回热器的低压侧出口与冷却器中主冷却部分的放热侧入口相连,主冷却部分的放热侧出口与压缩机组件的入口相连;主压缩机组件的出口分流为两路,一路出口与回热器的高压侧入口相连,回热器的高压侧出口则与超临界二氧化碳锅炉的入口相连,主压缩机组件的另一路出口与调温工质流量调节管组的入口相连,调温工质流量调节管组的出口与冷却器中调温工质冷却部分的放热侧入口相连,调温工质冷却部分的放热侧出口经调温工质引入管路与超临界二氧化碳锅炉中的超临界二氧化碳锅炉调温点相连。
优选地,所述调温工质流量调节管组包括调温工质流量调节管组流通管路和与其并联的调温工质流量调节管组调节管路。
优选地,所述压缩机组件包括一个主压缩机或包括由至少两个压缩机组成的循环压缩管路。
优选地,所述超临界二氧化碳锅炉调温点的数量为1个或至少两个,所有超临界二氧化碳锅炉调温点均经所述调温工质引入管路与所述调温工质冷却部分的放热侧出口相连。
优选地,所述超临界二氧化碳锅炉中设有超临界二氧化碳锅炉受热面和/或超临界二氧化碳锅炉再热受热面。
优选地,所述回热器包括低温回热器及高温回热器,高温回热器的低压侧入口与所述透平的出口相连,高温回热器的低压侧出口与低温回热器的低压侧入口相连,低温回热器的低压侧出口与所述冷却器中主冷却部分的放热侧入口相连。
优选地,还包括再压缩机,所述低温回热器的低压侧出口同时与再压缩机的入口相连;所述低温回热器的高压侧入口与所述压缩机组件的出口相连,自低温回热器高压侧出口流出的工质与自再压缩机的出口流出的工质汇合后与高温回热器的高压侧入口相连,高温回热器的高压侧出口与所述超临界二氧化碳锅炉的入口相连。
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