[发明专利]一种供工业蒸汽超临界二氧化碳动力系统及运行方法

说明书

本发明公开了一种供工业蒸汽超临界二氧化碳动力系统及运行方法，本发明采用超临界二氧化碳循环为动力循环，耦合蒸汽发生系统，同时为用户提供蒸汽、电两种能源；通过热端‑回热‑蒸汽发生过程的耦合优化，本发明可大幅度提高超临界二氧化碳动力系统的能量利用率；本发明系统将蒸汽发生过程分为两个阶段：先通过中温回热器出口热侧工质抽气初次加热给水，然后利用分流的低温烟气二次加热工业蒸汽，合理利用系统低温余热，还可以通过调整二氧化碳抽气和烟气分流比例，调节供蒸汽的温度，满足不同工业抽汽负荷需求，提高机组运行灵活性。

技术领域

本发明属于热电联产技术领域，具体涉及一种供工业蒸汽超临界二氧化碳动力系统及运行方法。

背景技术

我国经济的稳定增长离不开强大能源系统的支撑。实现热电联产，同时满足社会的电、热负荷需求是未来发电系统发展的主要方向之一。同时，热电联产是节能减排、提高电站能量利用效率的最有效手段之一。近年来，我国的能源朝着多元化发展，但是火电基数大，技术成熟，短时间内燃煤发电仍是我国主要发电方式。火电机组的煤炭消费量约占全国煤炭消费总量的50％。

我国火电技术进步从提高初参数、蒸汽再热等方式向全工况运行、余热深度利用等方向转变，热电联产进入一个快速发展时期。超临界二氧化碳动力循环具有能量密度高、系统结构紧凑、循环效率高等优点，在未来取代水工质朗肯循环成为主要的动力循环形式。所以，基于超临界二氧化碳动力循环实现热电联产具有广阔的发展前景，对我国节能减排工作具有重要意义。

由于超临界二氧化碳系统乏汽温度大于400℃，用于加热工业蒸汽有较大的不可逆损失，进入预冷器工质温度小于100℃，难以满足工业蒸汽热用户的需求，所以需要对系统进行合适的能级匹配，找到合理的热源供工业蒸汽。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种供工业蒸汽超临界二氧化碳动力系统及运行方法，该系统采用超临界二氧化碳循环为热电联产动力循环，同时为用户提供蒸汽、电两种能源。通过热端-回热-蒸汽发生过程的耦合优化，本发明可大幅度提高超临界二氧化碳动力系统的能量利用率。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种供工业蒸汽超临界二氧化碳动力系统，包括锅炉1，锅炉1中超临界二氧化碳高温受热面11工质出口与透平2工质入口相连，透平2排气口与高温回热器3、中温回热器4、低温回热器5热侧依次相连，低温回热器5热侧出口与预冷器6工质入口相连，预冷器6工质出口与主压缩机7入口相连，主压缩机7出口依次与低温回热器5、中温回热器4、高温回热器3冷侧依次相连，高温回热器3冷侧出口与锅炉1中超临界二氧化碳高温受热面11工质入口相连；

中温回热器4热侧出口还与给水加热器9热侧入口相连，给水加热器9热侧出口与低温回热器5热侧出口相连，给水加热器9冷侧入口与供水口相连，给水加热器9冷侧出口与锅炉1的给水受热面13入口相连，给水受热面13出口与供蒸汽接口相连。

低温回热器5热侧出口还与再压缩机8工质入口相连，再压缩机8工质出口与高温回热器3冷侧入口相连。

再压缩机8工质出口温度为180-220℃。

锅炉1中给水受热面13布置于烟气温度低于400℃的区段。

锅炉1中超临界二氧化碳高温受热面11布置于烟气温度高于400℃的区段。

锅炉1中还布置有空气预热器12，空气预热器12布置于烟气温度低于400℃的区段。

透平2排气口压力为7.7MPa-8.5MPa。

预冷器6工质出口温度为33℃-38℃。

给水加热器9出口给水温度为110℃-130℃。