[發明專利]集成壓縮式熱泵的褐煤預干燥超臨界CO2

在審

• 申請號: 202011137131.6
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112146073A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 張旭偉;張磊;蔣世希;吳帥帥;張一帆;李紅智;姚明宇
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F22B1/22
• 分類號: F22B1/22;F23K1/04;F23K3/00;F25B30/02;F26B23/00;F01K7/32;F01K25/10;F01K17/02
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.集成壓縮式熱泵的褐煤預干燥超臨界CO₂發電系統，其特征在于：包括超臨界CO₂燃煤發電系統和褐煤預干燥系統；其中，

所述超臨界CO₂燃煤發電系統包括主壓縮機(1)、低溫回熱器(2)、高溫回熱器(3)、鍋爐(4)、透平(5)、預冷器(6)和再壓縮機(7)，其中主壓縮機(1)出口、低溫回熱器(2)冷側進出口、高溫回熱器(3)冷側進出口、鍋爐(4)進出口、透平(5)進出口、高溫回熱器(3)熱側進出口、低溫回熱器(2)熱側進出口、預冷器(6)進出口和主壓縮機(1)入口依次相連通；再壓縮機(7)進出口分別與低溫回熱器(2)熱側出口和低溫回熱器(2)冷側出口相連通；

所述褐煤預干燥系統包括流量調節閥(13)、凝汽器(12)以及由蒸發器(8)、壓縮機(9)、冷凝器(10)和節流閥(11)依次相連通構成的壓縮式熱泵系統，其中低溫回熱器(2)熱側出口、流量調節閥(13)進出口、蒸發器(8)熱側進出口和預冷器(6)入口依次相連通，冷凝器(10)出口干燥煤送入鍋爐(4)，冷凝器(10)排氣出口與凝汽器(12)入口連通。

2.根據權利要求1所述的集成壓縮式熱泵的褐煤預干燥超臨界CO₂發電系統，其特征在于：所述低溫回熱器(2)熱側出口超臨界CO₂工質溫度為80-100℃，其攜帶的余熱驅動壓縮式熱泵系統運行。

3.根據權利要求1所述的集成壓縮式熱泵的褐煤預干燥超臨界CO₂發電系統，其特征在于：所述流量調節閥(13)調節進入蒸發器(8)中的超臨界CO₂工質流量，從而調節輸入壓縮式熱泵系統的熱量。

4.根據權利要求1所述的集成壓縮式熱泵的褐煤預干燥超臨界CO₂發電系統，其特征在于：所述冷凝器(10)加熱干燥褐煤，褐煤中的水分蒸發后進入凝汽器(12)凝結成液態水，干燥后的褐煤送入鍋爐(4)爐膛。

5.權利要求1至4任一項所述的集成壓縮式熱泵的褐煤預干燥超臨界CO₂發電系統的工作方法，其特征在于：超臨界CO₂工質經主壓縮機(1)升壓，然后依次在低溫回熱器(2)、高溫回熱器(3)和鍋爐(4)中吸熱后進入透平(5)做功，透平(5)排氣依次在高溫回熱器(3)和低溫回熱器(2)中放熱后，分流成三部分：第一部分被預冷器(6)冷卻后，進入主壓縮機(1)，完成閉式發電循環；第二部分經再壓縮機(7)升壓后匯入低溫回熱器(2)冷側出口；第三部分經流量調節閥(13)進入蒸發器(8)放熱用于加熱壓縮式熱泵系統中的工質，然后進入預冷器(6)被冷卻后再進入主壓縮機(1)；

壓縮式熱泵系統中的工質在蒸發器(8)中吸熱蒸發變成氣態，然后經壓縮機(9)壓縮后溫度升高，然后進入冷凝器(10)冷凝放熱變成液態，隨后經節流閥(11)節流后，溫度壓力均降低，變成濕蒸汽，進而再次進入蒸發器(8)吸熱，完成壓縮式熱泵系統閉式循環；工質在冷凝器(10)中放出的熱量加熱干燥褐煤，褐煤蒸發出的水蒸氣排氣進入凝汽器(12)凝結成液態水，脫水后的干燥煤被送入鍋爐(4)燃燒。