[發(fā)明專利]動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780057543.9
• 申請(qǐng)日: 2017-09-19
• 公開（公告）號(hào): CN109715916B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梅根·黃;安東尼·伊斯特蘭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 氣體技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): F02C7/18
• 分類號(hào): F02C7/18;F02C3/04;F02C3/34;F02C7/141
• 代理公司: 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲

1.一種用于產(chǎn)生動(dòng)力的方法，其特征在于，該方法包括：

在燃燒器中燃燒燃料材料和助燃劑材料以產(chǎn)生熱量和燃燒排氣；

將來(lái)自燃燒器的熱量分為燃燒處理產(chǎn)生的熱量的第一部分和燃燒處理產(chǎn)生的熱量的第二部分；

將燃燒排氣的至少一部分和由燃燒處理產(chǎn)生的熱量的第一部分直接供給到SCO2布雷頓動(dòng)力循環(huán)以產(chǎn)生動(dòng)力和第二排氣；

將第二排氣的至少一部分供給到蒸汽朗肯動(dòng)力循環(huán)，以產(chǎn)生加熱的蒸汽和第三排氣；以及

將燃燒處理產(chǎn)生的熱量的第二部分直接供給到蒸汽朗肯動(dòng)力循環(huán)以從將高溫蒸汽引入渦輪機(jī)以產(chǎn)生額外動(dòng)力的加熱蒸汽中產(chǎn)生更高溫的蒸汽。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃料材料包括化石燃料材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述化石燃料材料為煤或天然氣。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述燃燒排氣的至少一部分和由所述燃燒處理產(chǎn)生的熱量的第一部分直接供給到SCO2布雷頓動(dòng)力循環(huán)以產(chǎn)生動(dòng)力和第二排氣包括：

將高溫SCO2引入渦輪機(jī)以產(chǎn)生動(dòng)力和高溫SCO2渦輪機(jī)排氣；以及

從高溫SCO2渦輪機(jī)排氣中回收至少一部分熱量。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述高溫SCO2通過(guò)以下方法形成，包括：

引入SCO2與至少一部分燃燒排氣進(jìn)行熱交換連通，形成加熱的SCO2；以及

引入加熱的SCO2與燃燒處理產(chǎn)生熱量的第一部分進(jìn)行熱交換連通，形成高溫SCO2。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，來(lái)自高溫SCO2渦輪機(jī)排氣的熱量以SCO2的形式在至少900°F的溫度下回收。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在引入渦輪機(jī)之前，將在至少為900°F溫度下的SCO2加熱到高達(dá)1300°F的溫度。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在至少900°F的溫度下的SCO2部分地通過(guò)與燃燒排氣的熱交換連通而被加熱。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，通過(guò)如下方法加熱在至少900°F的溫度下的SCO2，包括：

在至少900°F的溫度下引入SCO2，與至少一部分燃燒排氣進(jìn)行熱交換連通，形成加熱的SCO2；以及

引入加熱的SCO2與燃燒處理產(chǎn)生的熱量的第一部分進(jìn)行熱交換連通，形成高溫SCO2。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，

通過(guò)渦輪機(jī)在高溫和高壓下膨脹蒸汽，以在較低溫度和較低壓力下產(chǎn)生動(dòng)力和蒸汽產(chǎn)品；以及

將蒸汽產(chǎn)品再加壓和再加熱至少部分地形成被引入至第二排氣熱交換連通的蒸汽。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，蒸汽在高溫和高壓下至少部分地通過(guò)與燃燒排氣的熱交換連通而被加熱。

12.一種動(dòng)力裝置系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：

用于燃燒燃料材料和助燃劑材料以產(chǎn)生熱量和燃燒排氣的燃燒器；

利用燃燒排氣和燃燒器產(chǎn)生的熱量的第一部分產(chǎn)生動(dòng)力和第二排氣的SCO2布雷頓動(dòng)力循環(huán)；

利用第二排氣和燃燒器產(chǎn)生的熱量的第二部分產(chǎn)生額外的動(dòng)力和第三排氣的蒸汽朗肯動(dòng)力循環(huán)；

其中，至少一部分燃燒排氣和燃燒室產(chǎn)生的熱量的第一部分直接供給到SCO2布雷頓動(dòng)力循環(huán)，從而燃燒器和SCO2布雷頓動(dòng)力循環(huán)連通；其中，至少一部分第二排氣直接從SCO2布雷頓動(dòng)力循環(huán)供給到蒸汽朗肯動(dòng)力循環(huán)，以及燃燒器產(chǎn)生的熱量的第二部分直接從燃燒器供給到蒸汽朗肯動(dòng)力循環(huán)的兩個(gè)熱交換器，從而燃燒室、SCO2布雷頓動(dòng)力循環(huán)和蒸汽朗肯動(dòng)力循環(huán)連通；以及

其中，蒸汽朗肯動(dòng)力循環(huán)包括位于兩個(gè)熱交換器之間的第一渦輪機(jī)、和兩個(gè)熱交換器中的第二熱交換器之后的第二渦輪機(jī)。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的動(dòng)力裝置系統(tǒng)，其特征在于，所述燃燒器提供恒定的熱源部分。