[實用新型]一種帶制冷冷卻的超臨界布雷頓循環發電系統

有效

• 申請號: 201821052565.4
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN208380645U
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 高煒;姚明宇;李紅智;張磊;張純
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F01K19/04
• 分類號: F01K19/04;F01K7/32;F01K13/00;F01K25/10
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本實用新型公開了一種帶制冷冷卻的超臨界布雷頓循環發電系統，該系統包括依次連通的熱源、超臨界布雷頓循環系統、冷卻塔和制冷系統；本實用新型通過制冷系統將經過冷卻塔冷卻后的冷卻介質進一步冷卻，使得超臨界布雷頓循環發電系統的冷端溫度在夏季高溫時也可以冷卻到較低，發電量可以發揮到最大，效率保持在最高。

技術領域

本實用新型涉及一種發電系統，具體涉及一種帶制冷冷卻的超臨界布雷頓循環發電系統。

背景技術

在能源匱乏及環境危機的大背景下，提高能源利用率日益受到人們的重視。目前在眾多熱力循環當中，超臨界布雷頓循環是一種最有優勢的循環形式。新型超臨界工質(二氧化碳、氦氣和氧化二氮等)具有能量密度大，傳熱效率高，系統簡單等先天優勢，可以大幅提高熱功轉換效率，減小設備體積，具有很高的經濟性。

但這類循環也存在一個明顯的技術難點，即冷卻問題。超臨界循環，尤其是像二氧化碳這樣的超臨界循環，其臨界溫度接近環境溫度(31℃)，當冷端溫度較低時其壓縮功耗較小，熱效率很高。但是它對冷端溫度十分敏感，稍稍超過設計冷端溫度后其熱效率將大幅下降。因此，其冷端溫度，即壓縮機入口溫度必須十分精確的控制。但是當來到夏季，在中國相當大的地區很難冷卻到其所需的冷端溫度，這將大大影響其效率，進而影響這項技術的推廣。

這個問題可以通過進一步制冷冷卻解決。一般來說，中國多數地區夏季平均平均氣溫仍然在40℃以下，若需要將其進一步冷卻至設計冷卻溫度以下，所需要降低的溫度并不大，制冷量也不會太大。并且由于類似吸收式制冷的很多制冷方式已經廣泛應用，這些制冷不需要耗電，只需要消耗中低溫熱源的熱量，完全可以利用布雷頓循環發電系統中熱源的余熱去制冷(例如鍋爐煙氣余熱等)，不僅增加了熱源的利用率，還保證了冷卻系統的冷卻需要。

發明內容

本實用新型的目的在于解決超臨界布雷頓循環發電系統夏季的冷端散熱問題，提出了一種帶制冷冷卻的超臨界布雷頓循環發電系統，采用了技術難度相對較低，可行性較高的方法，提高系統熱效率。

為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種帶制冷冷卻的超臨界布雷頓循環發電系統，包括依次連通的熱源1、超臨界布雷頓循環系統4、冷卻塔2和制冷系統3。

所述超臨界布雷頓循環系統包括透平4-1、高溫回熱器4-2、低溫回熱器4-3、預冷器4-4、主壓縮機4-5和再壓縮機4-6；透平4-1的入口與熱源1工質側出口相連通，透平4-1的出口與高溫回熱器4-2的放熱側入口相連通，高溫回熱器4-2的放熱側出口與低溫回熱器4-3放熱側入口相連通，低溫回熱器4-3的放熱側出口分流為兩路，一路與預冷器4-4工質側入口相連通，預冷器4-4的工質側出口與主壓縮機4-5的入口相連通，主壓縮機4-5的出口與低溫回熱器4-3吸熱側入口相連通，低溫回熱器4-3放熱側出口分流出來的另一路與再壓縮機4-6入口相連通，再壓縮機4-6出口與低溫回熱器4-3吸熱側出口工質匯合后與高溫回熱器4-2吸熱側入口相連通，高溫回熱器4-2吸熱側出口與熱源1入口相連通。

所述冷卻塔2的入口與預冷器4-4冷側出口相連通，冷卻塔2的出口與制冷系統3的入口相連通，制冷系統3的出口與預冷器4-4冷側入口相連通。

所述熱源1為鍋爐、余熱換熱器或太陽能。