[發(fā)明專利]超臨界二氧化碳再壓縮循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)及運(yùn)行方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010740830.3
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111749739A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高驥;丁旭東;張軍輝;劉象拯;馬曉飛;楊雄民;毛漢忠;孔建強(qiáng);謝永慧
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州汽輪機(jī)股份有限公司
• 主分類號: F01K7/32
• 分類號: F01K7/32;F01K13/00;F01K13/02;F01K21/00;F01K25/10;F01D15/10
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 畢翔宇

1.一種超臨界二氧化碳再壓縮循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括：換熱路徑、第一壓縮路徑、第二壓縮路徑、吸熱路徑、做功輸出路徑以及回?zé)崧窂剑黄渲校鰮Q熱路徑包括第一熱交換路徑和第二熱交換路徑；所述第一壓縮路徑與所述第二壓縮路徑并聯(lián)設(shè)置并形成有同一輸入端，且所述第一壓縮路徑經(jīng)由所述回?zé)崧窂脚c所述第二壓縮路徑相匯合并形成有同一輸出端；

所述第一熱交換路徑的輸出端與所述同一輸入端相連通，所述同一輸出端與所述第二熱交換路徑的輸入端相連通；所述第二熱交換路徑的輸出端、所述吸熱路徑以及所述做功輸出路徑的輸入端順次相連通；所述做功輸出路徑的輸出端與所述第一熱交換路徑的輸入端相連通；

所述做功輸出路徑設(shè)置有透平，所述透平的出口端與所述換熱路徑之間形成有流通旁路，且所述流通旁路設(shè)置有透平旁路閥。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界二氧化碳再壓縮循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述吸熱路徑設(shè)置有加熱器，所述加熱器的出口端與所述透平的進(jìn)口端之間設(shè)置有透平節(jié)流閥。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界二氧化碳再壓縮循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱路徑、所述第一壓縮路徑、所述第二壓縮路徑、所述吸熱路徑、所述做功輸出路徑以及所述回?zé)崧窂街械娜我庖徽咄ㄟ^補(bǔ)充調(diào)節(jié)閥連通于外界氣源。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超臨界二氧化碳再壓縮循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一壓縮路徑通過所述補(bǔ)充調(diào)節(jié)閥連通于所述外界氣源。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界二氧化碳再壓縮循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一壓縮路徑設(shè)置有主壓縮機(jī)，在所述主壓縮機(jī)的進(jìn)口端與出口端之間并聯(lián)有第一防喘控制閥。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超臨界二氧化碳再壓縮循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一壓縮路徑設(shè)置有冷卻器，且沿著介質(zhì)的流通方向，所述冷卻器設(shè)置于所述主壓縮機(jī)的上游；

在所述冷卻器的入口端以及所述主壓縮機(jī)的出口端并聯(lián)設(shè)置有流量調(diào)節(jié)裝置。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超臨界二氧化碳再壓縮循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述流量調(diào)節(jié)裝置包括順次相連通的進(jìn)口調(diào)節(jié)閥、儲存設(shè)備以及出口調(diào)節(jié)閥，且所述進(jìn)口調(diào)節(jié)閥還與所述主壓縮機(jī)的出口端相連通，所述出口調(diào)節(jié)閥還與所述冷卻器的入口端相連通。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界二氧化碳再壓縮循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述第二壓縮路徑設(shè)置有分流調(diào)節(jié)閥以及再壓縮機(jī)，且沿著介質(zhì)的流通方向，所述分流調(diào)節(jié)閥設(shè)置于所述再壓縮機(jī)的上游；在所述再壓縮機(jī)的進(jìn)口端與出口端之間并聯(lián)有第二防喘控制閥。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的超臨界二氧化碳再壓縮循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱路徑設(shè)置有高溫回?zé)崞饕约暗蜏鼗責(zé)崞鳎黄渲校龈邷鼗責(zé)崞鞯牡蛪狠斎攵伺c所述透平的輸出端相連通，所述高溫回?zé)崞鞯牡蛪狠敵龆伺c所述低溫回?zé)崞鞯牡蛪狠斎攵讼噙B通，所述低溫回?zé)崞鞯牡蛪狠敵龆伺c所述第一壓縮路徑以及所述第二壓縮路徑所共有的同一輸入端相連通，以形成所述第一熱交換路徑；

所述第一壓縮路徑以及所述第二壓縮路徑所共有的同一輸出端與所述高溫回?zé)崞鞯母邏狠斎攵讼噙B通，以形成所述第二熱交換路徑；

在所述高溫回?zé)崞鞯倪M(jìn)口端與出口端之間并聯(lián)有高溫回?zé)崞髋月氛{(diào)節(jié)閥。

10.一種超臨界二氧化碳再壓縮循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行方法，應(yīng)用于權(quán)利要求2所述的超臨界二氧化碳再壓縮循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括如下步驟：

當(dāng)所述超臨界二氧化碳再壓縮循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)降低負(fù)荷運(yùn)行時，各旋轉(zhuǎn)部件轉(zhuǎn)速不變，打開所述透平旁路閥并逐漸關(guān)小所述透平節(jié)流閥的閥口，使得一部分工質(zhì)通過所述流通旁路流至所述透平的出口端并與其排氣混合；當(dāng)所述超臨界二氧化碳再壓縮循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)升高負(fù)荷運(yùn)行時，各旋轉(zhuǎn)部件轉(zhuǎn)速不變，關(guān)閉所述透平旁路閥并逐漸開大所述透平節(jié)流閥的閥口，使得工質(zhì)不再經(jīng)過所述流通旁路而直接流經(jīng)所述透平，從而完成變工況控制。