[發明專利]一種純氧燃燒超臨界二氧化碳循環發電系統及方法

在審

• 申請號: 201910183228.1
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109854321A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 鄭開云;黃志強
• 申請（專利權）人: 上海發電設備成套設計研究院有限責任公司
• 主分類號: F01K25/10
• 分類號: F01K25/10;F01K7/32;F01D15/10
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;吳小麗

1.一種純氧燃燒超臨界二氧化碳循環發電系統，其特征在于：包括第一二氧化碳泵(1)，第一二氧化碳泵(1)出口連接中間冷卻器(2)進口，中間冷卻器(2)出口連接第二二氧化碳泵(3)進口，第二二氧化碳泵(3)出口連接低溫回熱器(4)低溫側進口，低溫回熱器(4)低溫側出口連接高溫回熱器(5)低溫側進口，高溫回熱器(5)低溫側出口連接透平(6)進口，透平(6)連接發電機(7)，透平(6)出口連接預熱器(8)低溫側進口，預熱器(8)低溫側出口連接純氧燃燒鍋爐(9)工質進口，燃料供給裝置(15)和氧氣供給裝置(16)分別連接純氧燃燒鍋爐(9)燃料進口和氧氣進口，純氧燃燒鍋爐(9)工質出口連接除塵器(10)進口，除塵器(10)出口連接高溫回熱器(5)高溫側進口，高溫回熱器(5)高溫側出口連接預熱器(8)高溫側進口，預熱器(8)高溫側出口連接低溫回熱器(4)高溫側進口，低溫回熱器(4)高溫側出口連接冷卻器(11)進口，冷卻器(11)出口連接水分離器(12)進口，水分離器(12)出口連接冷凝器(13)進口，冷凝器(13)出口連接不凝氣體分離器(14)進口，不凝氣體分離器(14)出口連接第一二氧化碳泵(1)進口。

2.如權利要求1所述的一種純氧燃燒超臨界二氧化碳循環發電系統，其特征在于：所述燃料供給裝置(16)提供固體燃料。

3.如權利要求2所述的一種純氧燃燒超臨界二氧化碳循環發電系統，其特征在于：所述固體燃料包括但不限于煤炭。

4.一種純氧燃燒超臨界二氧化碳循環發電方法，其特征在于：采用如權利要求1～3任一項所述的純氧燃燒超臨界二氧化碳循環發電系統，步驟為：液態二氧化碳工質經第一二氧化碳泵(1)增壓后，經中間冷卻器(2)冷卻，然后進入第二二氧化碳泵(3)進一步增壓，再經低溫回熱器(4)和高溫回熱器(5)吸熱，然后進入透平(6)膨脹做功推動發電機(7)產生電力，透平(6)排氣進入預熱器(8)加熱，再進入純氧燃燒鍋爐(9)被燃料和氧氣燃燒加熱，形成的混合工質進入除塵器(10)除塵，然后依次進入高溫回熱器(5)、預熱器(8)、低溫回熱器(4)釋放熱量，再經冷卻器(11)冷卻，進入水分離器(12)除濕，再進入冷凝器(13)將二氧化碳凝結成液態，然后經不凝氣體分離器(14)將不凝氣體排出至處理環節，液態的二氧化碳回到第一二氧化碳泵(1)。

5.如權利要求4所述的一種純氧燃燒超臨界二氧化碳循環發電方法，其特征在于：所述處理環節中，燃燒產生的多余二氧化碳排出后收集。

6.如權利要求4所述的一種純氧燃燒超臨界二氧化碳循環發電方法，其特征在于：所述第一二氧化碳泵(1)出口壓力為15～25MPa。

7.如權利要求4所述的一種純氧燃燒超臨界二氧化碳循環發電方法，其特征在于：所述第二二氧化碳泵(3)出口壓力為25～40MPa。

8.如權利要求4所述的一種純氧燃燒超臨界二氧化碳循環發電方法，其特征在于：所述透平(6)的進氣溫度為600～850℃、排氣壓力為8MPa以下。

9.如權利要求4所述的一種純氧燃燒超臨界二氧化碳循環發電方法，其特征在于：所述不凝氣體分離器(14)排出的不凝氣體經分離后用于化工用途。

10.如權利要求4所述的一種純氧燃燒超臨界二氧化碳循環發電方法，其特征在于：所述水分離器(12)排出的水，經處理后得到硫酸。