[發(fā)明專利]一種空氣-超臨界RC318聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111131714.2
• 申請(qǐng)日: 2021-09-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113864019A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬勇;杜文斌;韓爽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號(hào): F01K25/08
• 分類號(hào): F01K25/08;F01K17/04;F01D15/10;F23K3/00;F23J15/06;F24D12/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 崔方方

本發(fā)明公開(kāi)了一種空氣?超臨界RC318聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)包括空氣循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)以及超臨界RC318循環(huán)供熱系統(tǒng)。所述的空氣循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)，空氣壓縮機(jī)，空氣透平，空氣預(yù)熱器，各設(shè)備之間的連接管道以及空氣作為循環(huán)工質(zhì)的循環(huán)發(fā)電方法。所述的超臨界RC318循環(huán)供熱系統(tǒng)包括超臨界RC318壓縮機(jī)，社區(qū)換熱站，RC318預(yù)熱器，各設(shè)備之間的連接管道以及超臨界RC318作為循環(huán)工質(zhì)的循環(huán)供熱方法。本發(fā)明方法徹底改變傳統(tǒng)熱電廠以水為工質(zhì)的朗肯循環(huán)汽輪機(jī)抽汽供熱方式，在空氣循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)基礎(chǔ)上，在鍋爐煙道里布置超臨界RC318預(yù)熱器實(shí)現(xiàn)以超臨界RC318為循環(huán)工質(zhì)的循環(huán)供熱。不但節(jié)省了水資源，而且節(jié)省了傳統(tǒng)熱電廠冷卻塔的巨大投資。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種空氣-超臨界RC318聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

目前針對(duì)空氣-超臨界RC318聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)的研究還較少，針對(duì)RC318等制冷劑作為循環(huán)工質(zhì)在發(fā)電領(lǐng)域的研究也較少。制冷劑RC318是無(wú)色無(wú)臭透明不燃的液化氣體，化學(xué)性能穩(wěn)定，但是在600℃以上時(shí)，會(huì)生成有毒物質(zhì)。所以在600℃以下的供熱領(lǐng)域，選用制冷劑RC318作為循環(huán)工質(zhì)可以充分利用該物質(zhì)比熱容較大，密度較小的優(yōu)點(diǎn)作為水的替代物質(zhì)。在發(fā)電及供熱領(lǐng)域目前作為循環(huán)工質(zhì)最多的是水和水蒸氣，近年來(lái)二氧化碳作為發(fā)電廠循環(huán)工質(zhì)的研究也較多，但是二氧化碳的臨界壓力相比于有機(jī)化合物，如異丁烷或者各種制冷劑等的臨界壓力來(lái)說(shuō)較高，需要把二氧化碳?jí)嚎s到臨界狀態(tài)下需要的壓縮功相應(yīng)地也較多，且壓力較高的二氧化碳在傳輸過(guò)程中容易出現(xiàn)泄漏等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于缺水地區(qū)的火力發(fā)電廠熱電聯(lián)供的一種空氣-超臨界RC318聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和方法。

本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種空氣-超臨界RC318聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括空氣循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)以及超臨界RC318循環(huán)供熱系統(tǒng)；

所述的空氣循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)進(jìn)口管道，空氣通過(guò)空氣壓縮機(jī)進(jìn)口管道進(jìn)入空氣壓縮機(jī)中被壓縮之后，通過(guò)空氣壓縮機(jī)至管式空氣預(yù)熱器進(jìn)口管道進(jìn)入管式空氣預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱，在空氣預(yù)熱器中經(jīng)過(guò)預(yù)熱之后的空氣，當(dāng)溫度達(dá)到空氣透平的進(jìn)口溫度要求之后，通過(guò)管式空氣預(yù)熱器至空氣透平進(jìn)口管道進(jìn)入空氣透平膨脹做功，通過(guò)空氣透平帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，在空氣透平中膨脹做功結(jié)束的空氣通過(guò)空氣透平排氣至鍋爐爐膛管道排入鍋爐爐膛中，繼續(xù)參與給料機(jī)通過(guò)給料機(jī)至鍋爐爐膛進(jìn)口管道送入鍋爐爐膛(4)的燃料的燃燒；

所述的超臨界RC318循環(huán)供熱系統(tǒng)包括RC318壓縮機(jī)，超臨界RC318在RC318壓縮機(jī)中經(jīng)過(guò)壓縮之后，通過(guò)RC318壓縮機(jī)至RC318預(yù)熱器進(jìn)口管道進(jìn)入布置在鍋爐煙道中的RC318預(yù)熱器中進(jìn)行預(yù)熱，當(dāng)超臨界RC318溫度升高至設(shè)定溫度后，通過(guò)RC318預(yù)熱器至社區(qū)換熱站進(jìn)口管道進(jìn)入社區(qū)換熱站中進(jìn)行放熱，在社區(qū)換熱站中放熱過(guò)后的超臨界RC318通過(guò)社區(qū)換熱站至RC318壓縮機(jī)進(jìn)口管道繼續(xù)進(jìn)入RC318壓縮機(jī)中壓縮，從而完成一個(gè)閉式供熱循環(huán)。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，空氣透平的排氣返回至鍋爐爐膛中繼續(xù)參與燃燒，這樣能夠充分利用空氣透平排氣的余熱。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，空氣透平能夠根據(jù)實(shí)際需要的壓縮空氣壓力進(jìn)行多級(jí)壓縮，并增設(shè)相應(yīng)的級(jí)間冷卻裝置。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，作為對(duì)外做功的空氣透平能夠依據(jù)鍋爐爐膛的溫度梯度依次布置二級(jí)空氣預(yù)熱器或者三級(jí)空氣預(yù)熱器或者更多級(jí)空氣預(yù)熱器。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述的超臨界RC318為超臨界狀態(tài)下的RC318。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述的超臨界RC318為二氧化碳在超臨界狀態(tài)下比熱容更高的氣體。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述的超臨界RC318為二氧化碳在超臨界狀態(tài)下比熱容更高的液體。