[发明专利]一种带余热回收的煤基超临界二氧化碳发电系统及方法在审

专利信息
申请号: 202010164715.6 申请日: 2020-03-11
公开(公告)号: CN111219218A 公开(公告)日: 2020-06-02
发明(设计)人: 张旭伟;李红智;杨玉;张磊;张一帆;吴帅帅 申请(专利权)人: 西安热工研究院有限公司
主分类号: F01K7/32 分类号: F01K7/32;F01K11/02;F01K25/10;F01K27/00;F01K7/22
代理公司: 西安智大知识产权代理事务所 61215 代理人: 王晶
地址: 710054 陕西省*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 余热 回收 煤基超 临界 二氧化碳 发电 系统 方法
【权利要求书】:

1.一种带余热回收的煤基超临界二氧化碳发电系统,其特征在于,包括主循环系统和底循环系统;

所述的主循环系统包括依次相连通的第一辅助预冷器(12)、预冷器(13)、主压缩机(1)、低温回热器(2)、高温回热器(3)、过热气冷壁(4)、低温过热器(5)、高温过热器(6)、高压透平(7)、再热气冷壁(8)、低温再热器(9)、高温再热器(10)和低压透平(11);

所述的底循环系统包括依次相连通的泵(17)、第二辅助预冷器(18)、低温省煤器(19)、膨胀机(20)和蒸发器(21)。

2.根据权利要求1所述的一种带余热回收的煤基超临界二氧化碳发电系统,其特征在于,所述的主压缩机(1)出口、低温回热器(2)冷侧进出口、高温回热器(3)冷测进出口和过热气冷壁(4)进口依次相连通,低压透平(11)出口、高温回热器(3)热侧进出口、低温回热器(2)热侧进口依次相连通,低温回热器(2)热侧出口分别与再压缩机(14)进口、第一辅助预冷器(12)进口和第二辅助预冷器(18)进口相连通,预冷器(13)进口分别与第一辅助预冷器(12)出口和第二辅助预冷器(18)出口相连通,再压缩机(14)出口与低温回热器(2)冷侧出口相连通,省煤器(15)进口与再压缩机(14)出口相连通,省煤器(15)出口与高压透平(7)进口相连通,第一辅助预冷器(12)空气出口与空预器(16)空气进口相连通。

3.根据权利要求1所述的一种带余热回收的煤基超临界二氧化碳发电系统,其特征在于,所述第一辅助预冷器(12)和第二辅助预冷器(18)并列布置在预冷器(13)之前位置。

4.根据权利要求1所述的一种带余热回收的煤基超临界二氧化碳发电系统,其特征在于,所述低温省煤器(19)布置在空预器(16)之后位置。

5.根据权利要求1所述的一种带余热回收的煤基超临界二氧化碳发电系统,其特征在于,所述第一辅助预冷器(12)和空预器(16)依次相连通构成空气加热系统,通过在第一辅助预冷器(12)中预热冷空气从而回收冷端余热。

6.根据权利要求1所述的一种带余热回收的煤基超临界二氧化碳发电系统,其特征在于,所述泵(17)、第二辅助预冷器(18)、低温省煤器(19)、膨胀机(20)和蒸发器(21)依次相连通构成底循环系统,用于回收余热发电,其中第二辅助预冷器(18)回收冷端余热,低温省煤器19回收排烟余热。

7.根据权利要求1所述的一种带余热回收的煤基超临界二氧化碳发电系统,其特征在于,所述底循环系统适用于有机朗肯循环或跨临界二氧化碳循环。

8.根据权利要求1所述的一种带余热回收的煤基超临界二氧化碳发电系统,其特征在于,所述主循环系统使用的工质为超临界二氧化碳。

9.根据权利要求1所述的一种带余热回收的煤基超临界二氧化碳发电系统,其特征在于,所述低温省煤器(19)出口排烟温度为90℃左右。

10.一种带余热回收的煤基超临界二氧化碳发电系统的方法,其特征在于,主循环工质经主压缩机(1)升压后,依次在低温回热器(2)、高温回热器(3)、锅炉过热气冷壁(4)、低温过热器(5)、高温过热器(6)中吸热,然后进入高压透平(7)膨胀做功,排气又依次在再热气冷壁(8)、低温再热器(9)和高温再热器(10)中吸热,温度再次升高后进入低压透平(11)完全膨胀做功,排气依次在高温回热器(3)和低温回热器(2)中放热后,在第一辅助预冷器(12)、第二辅助预冷器(18)和预冷器(13)中被冷却,然后工质再次进入主压缩机(1),完成闭合循环;低温回热器(2)热侧出口分流部分工质,经再压缩机(14)压缩后汇入低温回热器(2)冷侧出口;再压缩机(14)出口分流部分工质,在省煤器(15)中吸锅炉尾部烟气热量后,进入高压透平(7)做功;冷空气依次经第一辅助预冷器(12)和空预器(16)加热后进入炉膛辅助燃烧;

底循环工质经泵(17)升压后,依次在第二辅助预冷器(18)和低温省煤器(19)中吸热回收冷端余热和排烟余热后,温度升高,进入膨胀机(20)做功,进而在蒸发器(21)中吸热后再次进入泵(17),完成闭式循环。

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