[實用新型]一種雙工質燃煤發電系統

有效

• 申請號: 201921277280.5
• 申請日: 2019-08-05
• 公開（公告）號: CN210422706U
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 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;F01K7/16;F01K7/32;F22B3/08;F22B33/18
• 代理公司: 上海容慧專利代理事務所(普通合伙) 31287
• 代理人: 于曉菁

本實用新型技術方案公開了一種雙工質燃煤發電系統，包括鍋爐、超臨界二氧化碳循環、超超臨界蒸汽循環，具有爐膛、水平煙道及尾部煙道，爐膛的下部設有水冷壁、氣冷壁，爐膛的上部設有蒸汽過熱器、二氧化碳過熱器，超臨界二氧化碳循環包括主壓縮機、低溫回熱器、高溫回熱器、高壓二氧化碳透平、中壓二氧化碳透平、低壓二氧化碳透平進口、再壓縮機及第一發電機，超超臨界蒸汽循環包括余熱換熱器、預冷器、凝結水泵、低壓加熱器、除氧器、給水泵、高壓加熱器、省煤器、蒸汽過熱器、高壓蒸汽透平、中壓蒸汽透平、低壓蒸汽透平、冷凝器及第二發電機。本實用新型的發電系統結合了超超臨界蒸汽循環與超臨界二氧化碳循環的優勢，大幅度提高機組的發電效率。

技術領域

本實用新型涉及發電技術領域，特別是涉及一種雙工質燃煤發電系統。

背景技術

燃煤發電是我國主要的供電方式之一，并且在當前及今后相當長一段時期內仍將占據最大的發電量份額，但是，燃煤發電正面臨提質增效和轉型發展的嚴峻形勢。長遠來看，為了滿足降低二氧化碳排放的要求，一方面需要加快研制更高參數的機組，即下一代700℃等級超超臨界機組，不過，這一技術路線需要大量采用昂貴的鎳基高溫合金，機組成本非常高；另一方面需要在現有的600℃等級的材料和設備制造技術的基礎上創新性地開發新型的燃煤發電技術。

近年來，超臨界二氧化碳循環技術發展迅速，關鍵技術不斷取得突破。超臨界二氧化碳循環系統簡單、結構緊湊、效率高、可空冷，并且可以與各種熱源組成發電系統。因此，超臨界二氧化碳循環在火力發電、核能發電、太陽能熱發電、余熱發電、地熱發電、生物質發電等領域均具有良好的應用前景。超臨界二氧化碳循環也可以與鍋爐集成，代替汽輪機，形成新型燃煤發電系統，600℃等級的超臨界二氧化碳循環機組的發電效率有望達到700℃等級超超臨界機組的水平。

然而，超臨界二氧化碳循環具有深度回熱的特點，將其直接與鍋爐組合時，工質進入鍋爐的溫度非常高，由此會產生兩方面的問題。一方面，鍋爐排煙溫度過高，有損鍋爐熱效率；另一方面，爐膛壁面得不到有效冷卻，溫度過高，影響壁面保溫和爐墻結構強度。因此，還需要針對超臨界二氧化碳循環的特點，合理地將其與鍋爐結合，以提高機組發電效率。

實用新型內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型要解決的技術問題是提供一種基于超臨界二氧化碳循環的燃煤發電系統，以克服超臨界二氧化碳循環與鍋爐難以結合的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種雙工質燃煤發電系統，包括鍋爐、超臨界二氧化碳循環、超超臨界蒸汽循環；

所述鍋爐具有爐膛、水平煙道及尾部煙道，所述爐膛的下部設有水冷壁、氣冷壁，所述爐膛的上部設有蒸汽過熱器、二氧化碳過熱器，所述水平煙道的上方設有高溫蒸汽再熱器、二氧化碳二次再熱器，所述尾部煙道內設有二氧化碳一次再熱器、低溫蒸汽再熱器及省煤器；

所述超臨界二氧化碳循環包括主壓縮機、低溫回熱器、高溫回熱器、高壓二氧化碳透平、中壓二氧化碳透平、低壓二氧化碳透平進口、再壓縮機及第一發電機，所述主壓縮機的出口連接所述低溫回熱器的高壓側進口，所述低溫回熱器的高壓側進口連接所述高溫回熱器的高壓側進口，所述高溫回熱器的高壓側出口連接所述氣冷壁的進口，所述氣冷壁的出口連接所述二氧化碳過熱器的進口，所述二氧化碳過熱器的出口連接所述高壓二氧化碳透平的進口，所述高壓二氧化碳透平的出口連接所述二氧化碳一次再熱器的進口，所述二氧化碳一次再熱器的出口連接所述中壓二氧化碳透平的進口，所述中壓二氧化碳透平的出口連接所述二氧化碳二次再熱器的進口，所述二氧化碳二次再熱器的出口連接所述低壓二氧化碳透平的進口，所述低壓二氧化碳透平的出口連接所述高溫回熱器的低壓側進口，所述高溫回熱器的低壓側出口連接所述低溫回熱器的低壓側進口，所述低溫回熱器的低壓側出口連接所述再壓縮機的進口，所述再壓縮機的出口連接所述高溫回熱器的高壓側進口，所述第一發電機連接所述再壓縮機和所述低壓二氧化碳透平；