[发明专利]利用液氢冷的二氧化碳零排放的方法及装置

摘要

本发明涉及能源技术领域，特别是一种利用液氢(LH₂)冷的二氧化碳(CO₂)零排放的Brayton循环系统及流程。该系统由半闭式、回热Brayton循环和液氢(LH₂)气化单元耦合而成，后者作为前者的低温冷源，使其冷凝过程获得远低于环境温度的低温，Brayton循环采用氮气工质，氢气燃料，燃烧过程无CO₂生成，从而在无需额外耗能的情况下实现了包括CO₂在内的各种对环境有害污染的零排放。同时，相对于常规的以环境作为冷源的氮气工质Brayton循环，本发明的热力性能有了较大提高，因此具有良好的经济性和广阔的工程应用前景。

主权项

1、一种利用液氢冷的二氧化碳零排放的燃气轮机发电系统，其包括：由以氮气为循环工质的半闭式、回热Brayton循环及液氢(LH₂)气化系统，主要设备包括：LH₂增压泵：对低压LH₂进行压缩升压，连接LH₂气化器；LH₂气化器：将LH₂加热气化并对压气机进气进行冷却，连接LH₂增压泵和换热器；压气机：将氮气及空气的混合气体升压至Brayton循环的最高压力，连接LH₂气化器和回热器；燃烧室：使氢气和氧气发生燃烧反应，得到高温气体，连接回热器和燃气透平；燃气透平：使高温燃气膨胀做功，连接燃烧室和回热器；回热器：对压气机出口气体进行加热并冷却透平排气，热侧分别连接燃气透平和换热器，冷侧分别连接压气机和燃烧室；换热器：将LH₂加热气化为接近常温的氢气，同时冷却透平排气，连接回热器和分水器；分水器：将冷凝水自透平排气中分离排出系统，连接换热器和分流器；混合器：将氮气与空气混合作为循环基本工质，连接分流器和LH₂气化器；分流器：对循环物流进行质量分流，连接分水器和混合器，或连接换热器和燃烧器；发电机：发电设备，连接燃气透平。