[發明專利]超臨界二氧化碳再壓縮循環發電系統及運行方法

在審

• 申請號: 202010740830.3
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111749739A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 高驥;丁旭東;張軍輝;劉象拯;馬曉飛;楊雄民;毛漢忠;孔建強;謝永慧
• 申請（專利權）人: 杭州汽輪機股份有限公司
• 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所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 畢翔宇

本申請涉及發電技術領域，尤其是涉及一種超臨界二氧化碳再壓縮循環發電系統及運行方法，本系統包括第一熱交換路徑、第二熱交換路徑、第一壓縮路徑、第二壓縮路徑、吸熱路徑、做功輸出路徑及回熱路徑，第一壓縮路徑與第二壓縮路徑并聯設置并形成有同一輸入端，且第一壓縮路徑經由回熱路徑與第二壓縮路徑相匯合并形成有同一輸出端；第一熱交換路徑的輸出端與同一輸入端相連通，同一輸出端與第二熱交換路徑的輸入端相連通；第二熱交換路徑的輸出端、吸熱路徑及做功輸出路徑的輸入端順次相連通；做功輸出路徑的輸出端與第一熱交換路徑的輸入端相連通，做功輸出路徑設置透平，其出口端與換熱路徑之間形成有設置透平旁路閥的流通旁路。

技術領域

本申請涉及發電技術領域，尤其是涉及一種超臨界二氧化碳再壓縮循環發電系統及運行方法。

背景技術

目前，超臨界二氧化碳布雷頓循環作為一種前沿的發電技術，在火電、核電、船艦動力以及太陽能發電等領域具有廣闊的工程應用前景，但以超臨界二氧化碳為工質的發電系統設計中主要存在以下關鍵問題：由于閉式循環的緣故，旋轉機械的流量、轉速、壓力通常存在耦合關系，因此很難調節單個部件的運行狀態，增加了系統變工況下各旋轉部件匹配運行的復雜性，即現有的超臨界二氧化碳布雷頓循環系統無法快速針對負荷變化的工況進行自我調整。

發明內容

本申請的目的在于提供一種超臨界二氧化碳再壓縮循環發電系統及運行方法，在一定程度上解決了現有技術中存在的超臨界二氧化碳布雷頓循環系統無法快速針對負荷變化的工況進行自我調整的技術問題。

本申請提供了一種超臨界二氧化碳再壓縮循環發電系統，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熱路徑；其中，所述換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設置并形成有同一輸入端，且所述第一壓縮路徑經由所述回熱路徑與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，且所述流通旁路設置有透平旁路閥。

在上述技術方案中，進一步地，所述吸熱路徑設置有加熱器，所述加熱器的出口端與所述透平的進口端之間設置有透平節流閥。

在上述任一技術方案中，進一步地，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熱路徑中的任意一者通過補充調節閥連通于外界氣源。

在上述任一技術方案中，進一步地，所述第一壓縮路徑通過所述補充調節閥連通于所述外界氣源。

在上述任一技術方案中，進一步地，所述第一壓縮路徑設置有主壓縮機，在所述主壓縮機的進口端與出口端之間并聯有第一防喘控制閥。

在上述任一技術方案中，進一步地，所述第一壓縮路徑設置有冷卻器，且沿著介質的流通方向，所述冷卻器設置于所述主壓縮機的上游；

在所述冷卻器的入口端以及所述主壓縮機的出口端并聯設置有流量調節裝置。

在上述任一技術方案中，進一步地，所述流量調節裝置包括順次相連通的進口調節閥、儲存設備以及出口調節閥，且所述進口調節閥還與所述主壓縮機的出口端相連通，所述出口調節閥還與所述冷卻器的入口端相連通。

在上述任一技術方案中，進一步地，所述第二壓縮路徑設置有分流調節閥以及再壓縮機，且沿著介質的流通方向，所述分流調節閥設置于所述再壓縮機的上游；在所述再壓縮機的進口端與出口端之間并聯有第二防喘控制閥。