[實用新型]超臨界二氧化碳鍋爐工質溫度調節系統

有效

• 申請號: 201920579503.7
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN210485670U
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 閆凱;楊濤;張翔;烏曉江
• 申請（專利權）人: 上海鍋爐廠有限公司
• 主分類號: F22B3/08
• 分類號: F22B3/08;F22B35/12;F22B31/08;F01K25/10
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

本實用新型涉及一種超臨界二氧化碳鍋爐工質溫度調節系統。本實用新型有效地解決了超臨界二氧化碳鍋爐工質溫度的調節問題。將閉式系統內的部分二氧化碳工質降溫后與高溫二氧化碳工質直接接觸換熱，通過對進入超臨界二氧化碳鍋爐調溫點的低溫二氧化碳工質保持合理的溫度和流量，實現了對超臨界二氧化碳鍋爐工質溫度快速、靈活的調節，避免了鍋爐受熱面的超溫，不僅明顯增加了系統運行的安全性，而且還大大延長了系統內高溫受熱面和管道以及汽輪機葉片的使用壽命。

技術領域

本實用新型涉及一種超臨界二氧化碳鍋爐工質溫度調節系統，屬于超臨界二氧化碳布雷頓循環高效循環發電技術領域。

背景技術

能源的日益匱乏是制約當今社會發展的一大因素，提高能源的利用率受到了人們的重視。與傳統水工質朗肯循環相比，超臨界二氧化碳布雷頓循環在500～700℃時具有循環熱效率高，能量密度大，系統簡單緊湊，安全性好，不需要設置除氧、除鹽、排污及疏放水設施等優勢，可以在提升系統熱功轉換效率的同時降低投入成本。

對于正常運行的超臨界二氧化碳鍋爐而言，保持鍋爐出口超臨界二氧化碳工質溫度達到額定值可以獲得較高的經濟效益。若超臨界二氧化碳工質溫度過高會使鍋爐受熱面和透平機的金屬材料超溫和蠕變速度加快，高溫受熱面和管道以及汽輪機葉片的使用壽命顯著降低；若超臨界二氧化碳工質溫度過低會導致機組出力降低，從而影響機組整體的循環效率。而且隨著動力循環壓力、溫度的提高，機組運行存在過大的偏差還會大大增加鍋爐受熱面管子的高溫腐蝕速率。因此，對超臨界二氧化碳鍋爐工質進行及時、有效地溫度調節，對于機組的安全、穩定運行有著重要的意義。

實用新型內容

本實用新型的目的是：實現對超臨界二氧化碳鍋爐工質溫度的靈活調節，從而增加超臨界二氧化碳鍋爐的安全裕度和調節靈活性。

為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是提供了一種超臨界二氧化碳鍋爐工質溫度調節系統，其特征在于，包括超臨界二氧化碳鍋爐、透平、回熱器、冷卻器、壓縮機組件和調溫工質流量調節管組，其中：透平的入口與超臨界二氧化碳鍋爐的出口相連，透平的出口連接回熱器的低壓側入口，回熱器的低壓側出口與冷卻器中主冷卻部分的放熱側入口相連，主冷卻部分的放熱側出口與壓縮機組件的入口相連；主壓縮機組件的出口分流為兩路，一路出口與回熱器的高壓側入口相連，回熱器的高壓側出口則與超臨界二氧化碳鍋爐的入口相連，主壓縮機組件的另一路出口與調溫工質流量調節管組的入口相連，調溫工質流量調節管組的出口與冷卻器中調溫工質冷卻部分的放熱側入口相連，調溫工質冷卻部分的放熱側出口經調溫工質引入管路與超臨界二氧化碳鍋爐中的超臨界二氧化碳鍋爐調溫點相連。

優選地，所述調溫工質流量調節管組包括調溫工質流量調節管組流通管路和與其并聯的調溫工質流量調節管組調節管路。

優選地，所述壓縮機組件包括一個主壓縮機或包括由至少兩個壓縮機組成的循環壓縮管路。

優選地，所述超臨界二氧化碳鍋爐調溫點的數量為1個或至少兩個，所有超臨界二氧化碳鍋爐調溫點均經所述調溫工質引入管路與所述調溫工質冷卻部分的放熱側出口相連。

優選地，所述超臨界二氧化碳鍋爐中設有超臨界二氧化碳鍋爐受熱面和/或超臨界二氧化碳鍋爐再熱受熱面。

優選地，所述回熱器包括低溫回熱器及高溫回熱器，高溫回熱器的低壓側入口與所述透平的出口相連，高溫回熱器的低壓側出口與低溫回熱器的低壓側入口相連，低溫回熱器的低壓側出口與所述冷卻器中主冷卻部分的放熱側入口相連。

優選地，還包括再壓縮機，所述低溫回熱器的低壓側出口同時與再壓縮機的入口相連；所述低溫回熱器的高壓側入口與所述壓縮機組件的出口相連，自低溫回熱器高壓側出口流出的工質與自再壓縮機的出口流出的工質匯合后與高溫回熱器的高壓側入口相連，高溫回熱器的高壓側出口與所述超臨界二氧化碳鍋爐的入口相連。