[发明专利]一种超临界CO2

说明书

本发明公开了一种超临界CO₂发电与长距离蒸汽输送的耦合互补系统，解决了如何将长距离输送工业蒸汽系统与超临界CO₂循环系统有效耦合的问题。已分别设置有利用地热的超临界CO₂循环发电系统、利用长距离输送蒸汽进行换热的汽水换热系统；工业园区使用热水负荷跳跃性比较大，间歇性用蒸汽特征非常显著；本发明的总体构思是通过超临界CO₂与水蒸汽换热器，将超临界CO₂发电系统与长距离输送蒸汽的汽水换热系统耦合起来，在间歇性用蒸汽时，将多余的蒸汽换热给超临界CO₂，将这部分蒸汽热能转换成电能，在园区热水使用负荷较大时，长距离输送来的蒸汽只保证生产用汽水换热器使用，从而实现了长距离蒸汽输送管路中负荷的稳定。

技术领域

本发明涉及一种耦合互补系统，特别涉及一种将超临界CO₂发电系统与为间歇性使用蒸汽用户提供工业用蒸汽的长距离输送管网进行耦合互补系统。

背景技术

超临界CO₂循环系统（Supercritical Carbon Dioxide Cycle）是一种利用超临界CO₂作为工质的发电系统，该系统采用超临界压力状态的CO₂作为循环工质，在换热器中吸收热量，然后转换成高温工质，进入涡轮机膨胀做功，从而带动发电机进行发电，完成做功的超临界CO₂，通过冷却器和循环泵重新再回到换热器中吸收热量，之后再进入涡轮机膨胀做功，如此循环，完成发电任务；超临界CO₂循环系统中的换热器，一般选择地热换热器，当地热换热器所能提供的换热温度较低时，需要对超临界CO₂进行二次加热，才能使超临界CO₂循环系统完成发电任务。

在现有的工业园区中，产业聚集效应越来越突出，带来了生产工艺用能周期趋同，工业园区的用热水管道通过汽水换热器与长距离输送蒸汽管道连接，长距离输送蒸汽作为热源为热水管道中的热水加热，由于工业园区使用热水负荷变动周期一致，导致使用蒸汽热能负荷变动周期也一致，并且负荷跳跃性比较大，间歇性用蒸汽特征非常显著；工业园区所使用的蒸汽一般是通过长距离输送来的，由于长距离输送蒸汽管网的负荷调节具有滞后性的特点，无法实现供蒸汽负荷即时响应，频繁调整长距离工业蒸汽输送系统的运行负荷，会导致管网疏水过多，降低管网经济性，降低供热管网的使用寿命，而且容易引起管网发生汽锤等安全事故。

对于间歇性使用蒸汽的用户的长距离输送工业蒸汽系统，在不使用蒸汽时段，如何将长距离平稳输送的蒸汽充分利用，避免频繁调整长距离工业蒸汽输送系统的运行负荷，成为现场急需要解决的一个问题；在许多现有的工业园区中设置有超临界CO₂循环系统，为了解决CO₂循环系统中地热温度不高的问题，该循环系统中配置有超临界CO₂太阳能集热器，实现对超临界CO₂二次加热，如何将长距离输送工业蒸汽系统、超临界CO₂太阳能集热器和超临界CO₂循环系统有效耦合在一起，即解决了间歇性使用蒸汽的用户的长距离输送蒸汽管网的负荷调节困难，又克服了超临界CO₂循环发电系统中地热温度低不利于发电的缺陷，成为现场需要攻克的一个课题。

发明内容

本发明提供了一种超临界CO₂发电与长距离蒸汽输送的耦合互补系统，解决了如何将长距离输送工业蒸汽系统与超临界CO₂循环系统有效耦合，即解决了间歇性使用蒸汽的用户的长距离输送蒸汽管网的负荷调节困难，又克服了超临界CO₂循环发电系统中地热温度低不利于发电的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：