[實(shí)用新型]一種煤基超臨界CO2布雷頓循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921005325.3
• 申請(qǐng)日: 2019-07-01
• 公開（公告）號(hào): CN210217849U
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白文剛;楊玉;張一帆;李紅智;姚明宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號(hào): F01K11/02
• 分類號(hào): F01K11/02;F01K7/32;F01K7/22;F23L15/04;F23J15/06;F23L9/00;F28D7/00
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會(huì)俠

本實(shí)用新型公開了一種煤基超臨界CO2布雷頓循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括主壓縮機(jī)、低溫回?zé)崞鳌⒏邷鼗責(zé)崞鳌⒊R界CO2鍋爐、高壓透平、低壓透平、再壓縮機(jī)和預(yù)冷器；采用該系統(tǒng)能夠顯著增加超臨界CO2鍋爐的效率和熱效率，使系統(tǒng)的發(fā)電效率提高，此外，系統(tǒng)中煙氣冷卻器的進(jìn)出口低溫工質(zhì)流可分別用作非正常、事故等緊急情況下超臨界CO2鍋爐高溫一次氣超溫時(shí)的快速噴氣減溫，保障了機(jī)組設(shè)備和運(yùn)行人員的安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于超臨界CO2循環(huán)發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種新型煤基超臨界CO2布雷頓循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

不斷提高發(fā)電機(jī)組的效率是電力行業(yè)研究的永恒主題和目標(biāo)。對(duì)于發(fā)電企業(yè)而言，系統(tǒng)的循環(huán)效率越高，單位發(fā)電量的能耗就越低，對(duì)應(yīng)的能源消耗量和污染物排放量就越低。大量的研究表明，超臨界CO2布雷頓循環(huán)是極具潛力的新概念先進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)。由于超臨界CO2具有能量密度大、傳熱效率高等特點(diǎn)，同等溫度水平下超臨界CO2布雷頓循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率要比傳統(tǒng)蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)高出5個(gè)百分點(diǎn)以上。此外，與傳統(tǒng)蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)相比，超臨界CO2循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的壓縮機(jī)、透平和回?zé)崞鞯仍O(shè)備十分緊湊，重量和占地大為減小。因此，對(duì)于更高溫度參數(shù)的發(fā)電機(jī)組，如650℃機(jī)組、700℃等級(jí)機(jī)組等，采用超臨界CO2布雷頓循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)無疑是最佳的選擇。

對(duì)于煤基超臨界CO2布雷頓循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)來講，超臨界CO2鍋爐是整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)中損失最大的設(shè)備，如何進(jìn)一步提高超臨界CO2鍋爐的效率和熱效率一直以來都是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。然而，現(xiàn)有的已公開專利中還沒有針對(duì)該方面的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種新型煤基超臨界CO2布雷頓循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠顯著增加超臨界CO2鍋爐的效率和熱效率，使系統(tǒng)的發(fā)電效率提高；此外，該系統(tǒng)中煙氣冷卻器的進(jìn)出口低溫工質(zhì)流可分別用作非正常、事故等緊急情況下超臨界CO2鍋爐高溫一次氣超溫時(shí)的快速噴氣減溫，保障了機(jī)組設(shè)備和運(yùn)行人員的安全。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種煤基超臨界CO2布雷頓循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，包括主壓縮機(jī)1、低溫回?zé)崞?、高溫回?zé)崞?、超臨界CO2鍋爐4、高壓透平5、低壓透平6、再壓縮機(jī)7和預(yù)冷器8；

所述超臨界CO2鍋爐4包括：一次氣氣冷壁41、低溫過熱器42、高溫過熱器43、二次氣氣冷壁44、低溫再熱器45、高溫再熱器46、氣溫調(diào)節(jié)擋板47、高溫空氣預(yù)熱器48、SCR煙氣脫硝裝置49、低溫空氣預(yù)熱器410、煙氣冷卻器411和煙氣余熱回收調(diào)節(jié)擋板412；

具體連接關(guān)系如下：低溫回?zé)崞?的熱側(cè)出口工質(zhì)分為兩路，其中一路連通再壓縮機(jī)7的入口，另一路連通預(yù)冷器8的入口，預(yù)冷器8的出口工質(zhì)與主壓縮機(jī)1的入口相連通；主壓縮機(jī)1的出口工質(zhì)又分為兩路，其中一路連通低溫回?zé)崞?的冷側(cè)入口，另一路連通超臨界CO2鍋爐4中的煙氣冷卻器411的工質(zhì)入口，低溫回?zé)崞?的冷側(cè)出口工質(zhì)分別與再壓縮機(jī)7的出口工質(zhì)和煙氣冷卻器411的出口工質(zhì)混合后連通高溫回?zé)崞?的冷側(cè)入口，高溫回?zé)崞?的冷側(cè)出口工質(zhì)與超臨界CO2鍋爐4的一次氣氣冷壁41的入口相連通，一次氣氣冷壁41的出口工質(zhì)連通低溫過熱器42的工質(zhì)入口，低溫過熱器42的出口工質(zhì)連通高溫過熱器43的工質(zhì)入口，高溫過熱器43的出口工質(zhì)與高壓透平5的入口相連通，高壓透平5的出口工質(zhì)連通超臨界CO2鍋爐4的二次氣氣冷壁44的入口，二次氣氣冷壁44的出口工質(zhì)連通低溫再熱器45的工質(zhì)入口，低溫再熱器45的出口工質(zhì)連通高溫再熱器46的工質(zhì)入口，高溫再熱器46的出口工質(zhì)與低壓透平6的入口相連通，低壓透平6的出口工質(zhì)連通高溫回?zé)崞?的熱側(cè)入口，高溫回?zé)崞?的熱側(cè)出口連通低溫回?zé)崞?的熱側(cè)入口；

來自送風(fēng)機(jī)的鍋爐一次風(fēng)1k和二次風(fēng)2k分別與低溫空氣預(yù)熱器410的一次風(fēng)和二次風(fēng)入口相連通，低溫空氣預(yù)熱器410的一次風(fēng)1k出口連通磨煤機(jī)入口，低溫空氣預(yù)熱器410的二次風(fēng)2k出口與高溫空氣預(yù)熱器48的空氣入口相連通，高溫空氣預(yù)熱器48的空氣入口連通鍋爐燃燒器風(fēng)箱入口。