[發明專利]一種冷熱電聯供系統及方法在審
| 申請號： | 201910454468.0 | 申請日： | 2019-05-28 |
| 公開（公告）號： | CN110173357A | 公開（公告）日： | 2019-08-27 |
| 發明（設計）人： | 尹釗;張華良;周橋;王濤;高慶;譚春青;孫文超 | 申請（專利權）人： | 中國科學院工程熱物理研究所 |
| 主分類號： | F02C9/00 | 分類號： | F02C9/00;F02C9/26;F02C6/00;F01D17/16;F01D21/00;F04D27/00;F01K11/02;F25B27/02;F22B1/18 |
| 代理公司： | 中科專利商標代理有限責任公司 11021 | 代理人： | 周天宇 |
| 地址： | 100190 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 燃氣輪機本體 高溫廢氣 冷熱電聯供系統 高溫蒸汽 動力渦輪 回熱裝置 加熱 冷熱聯供系統 燃氣輪機 角度可調節 能源利用率 高溫燃氣 回熱循環 加熱工質 加熱空氣 空氣混合 膨脹做功 渦輪導葉 余熱鍋爐 工質水 分軸 供能 制熱 制冷 燃料 燃燒 | ||
1.一種冷熱電聯供系統，包括：
回熱循環燃氣輪機(100)，包括燃氣輪機本體(102)以及回熱裝置(103)，其中，燃氣輪機本體(102)用于將燃料與空氣混合燃燒后的高溫燃氣膨脹做功，并產生高溫廢氣，所述燃氣輪機本體(102)采用分軸式動力渦輪(1023)，且所述動力渦輪(1023)的渦輪導葉的角度可調節；回熱裝置(103)，用于一部分所述高溫廢氣加熱所述空氣，以提高輸入所述燃氣輪機本體(102)的空氣的溫度；
余熱鍋爐(200)，用于利用另一部分所述高溫廢氣以及加熱過所述空氣的高溫廢氣加熱工質水，以使所述工質水加熱為高溫蒸汽；
冷熱聯供系統(300)，用于利用一部分所述高溫蒸汽進行制熱，利用另一部分所述高溫蒸汽進行制冷，以使所述高溫蒸汽放熱后生成工質水，并將所述工質水送入所述余熱鍋爐(200)進行循環使用。
2.根據權利要求1所述的冷熱電聯供系統，所述燃氣輪機本體(102)包括壓氣機(1021)、核心機渦輪(1022)、動力渦輪(1023)、發電機(1024)、多個轉速測量裝置(1025)以及導葉調節裝置(1026)以及燃燒室(1027)，其中，壓氣機(1021)，用于壓縮所述空氣，并將壓縮后的空氣送入所述回熱裝置(103)；核心機渦輪(1022)，用于所述高溫燃氣的一級膨脹；動力渦輪(1023)，用于所述高溫燃氣的二級膨脹并帶動所述發電機(1024)做功產生電能；多個轉速測量裝置(1025)，分別用于測量所述壓氣機(1021)、核心機渦輪(1022)、動力渦輪(1023)以及發電機(1024)的轉速；導葉調節裝置(1026)，用于調節所述動力渦輪(1023)中導葉的角度；燃燒室(1027)用于所述燃料與空氣進行混合燃燒并產生所述高溫燃氣。
3.根據權利要求1或2所述的冷熱電聯供系統，還包括數據采集與控制裝置(400)，用于采集并控制所述導葉調節裝置(1026)以調節所述動力渦輪(1023)的導葉角度。
4.根據權利要求3所述的冷熱電聯供系統，所述回熱循環燃氣輪機(100)包括廢氣溫度測量裝置(106)以及廢氣流量控制裝置(107)，其中，廢氣溫度測量裝置(106)用于測量所述動力渦輪(1023)出口處高溫廢氣的溫度；廢氣流量控制裝置(107)，用于控制送入所述余熱鍋爐(200)和回熱裝置(103)的高溫廢氣的比例。
5.根據權利要求1所述的冷熱電聯供系統，所述余熱鍋爐(200)包括鍋爐本體(201)、燃料庫(202)以及工質水系統，其中，鍋爐本體(201)，用于所述高溫廢氣加熱所述工質水；燃料庫(202)，用于當所述高溫廢氣不足以滿足所述工質水的加熱需求時補燃，以加熱所述工質水；工質水系統，用于實現所述工質水的循環。
6.根據權利要求5所述的冷熱電聯供系統，所述工質水系統包括工質水補給裝置(2031)以及工質水控制裝置(2032)，其中，工質水補給裝置(2031)，用于補充工質水；工質水控制裝置(2032)用于控制送入所述鍋爐本體(201)的工質水量。
7.根據權利要求4所述的冷熱電聯供系統，所述冷熱聯供系統(300)包括高溫蒸汽控制裝置(303)以及工質溫度監測裝置(304)，其中，高溫蒸汽控制裝置(303)用于控制所述高溫蒸汽進行制冷和制熱的比例；工質溫度監測裝置(304)用于監測所述冷熱聯供系統(300)中制冷工質和制熱工質與所述高溫蒸汽換熱后的溫度。
8.根據權利要求7所述的冷熱電聯供系統，所述數據采集與控制裝置(400)，還包括采集并控制所述廢氣流量控制裝置(107)和燃料控制裝置(104)和高溫蒸汽控制裝置(303)的閥門開度。
9.根據權利要求8所述的冷熱電聯供系統，所述數據采集與控制裝置(400)，還包括采集所述燃氣輪機本體(102)的做功量以及所述冷熱聯供系統(300)系統的制冷量和制熱量。
10.一種冷熱電聯供方法，包括：
所述數據采集與控制裝置(400)根據采集的數據計算并控制廢氣流量控制裝置(107)、燃料控制裝置(104)和高溫蒸汽控制裝置(303)的閥門開度以及動力渦輪(1023)導葉的角度，以使在滿足發電量、制冷量以及制熱量的條件下，獲得最佳的能源利用率。
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