[發明專利]一種二氧化碳發電裝置及其工作方法

在審

• 申請號: 202111447314.2
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114000998A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 蔡浩飛;張澤雄;盧敘鈿;彭爍;周賢;黃永琪;白燁;安航;王會
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;華能汕頭海門發電有限責任公司
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06;F01K25/10;F01K13/00;F01K13/02;F24S10/30;F24S23/00;F24S60/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張宇鴿

本發明公開了一種二氧化碳發電裝置及其工作方法，包括聚光塔、熔鹽換熱器、二氧化碳透平和回熱器；聚光塔與熔鹽換熱器第一換熱側連通形成回路回到聚光塔中，熔鹽換熱器的第一換熱側的換熱介質采用熔鹽；熔鹽換熱器的第二換熱側換熱介質采用高壓二氧化碳流體，熔鹽換熱器的第二換熱側出口依次連接二氧化碳透平、回熱器和熔鹽換熱器的第二換熱側的進口，形成回路。能夠將超臨界二氧化碳與太陽能發電結合，發電效率高，實現綠色高效發電。

技術領域

本發明屬于光熱發電領域，涉及一種二氧化碳發電裝置及其工作方法。

背景技術

隨著碳達峰與碳中和政策的提出，太陽能等新能源成為未來能源結構中的主要形式。超臨界二氧化碳發電具有匹配性好、效率優良的特點，在光熱發電中展現出巨大潛力與廣闊的應用前景，但目前并沒有將超臨界二氧化碳與太陽能發電結合的技術存在。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種二氧化碳發電裝置及其工作方法，能夠將超臨界二氧化碳與太陽能發電結合，發電效率高，實現綠色高效發電。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種二氧化碳發電裝置，包括聚光塔、熔鹽換熱器、二氧化碳透平和回熱器；

聚光塔與熔鹽換熱器第一換熱側連通形成回路回到聚光塔中，熔鹽換熱器的第一換熱側的換熱介質采用熔鹽；熔鹽換熱器的第二換熱側換熱介質采用高壓二氧化碳流體，熔鹽換熱器的第二換熱側出口依次連接二氧化碳透平、回熱器和熔鹽換熱器的第二換熱側的進口，形成回路。

優選的，回熱器的第一換熱側進口連接二氧化碳透平出口，回熱器的第二換熱側出口連接熔鹽換熱器第二換熱側的進口，回熱器的第一換熱側出口依次連接有發生器的第一換熱側、蒸發器的第一換熱側、二氧化碳壓縮機和回熱器的第二換熱側進口。

進一步，發生器的第二換熱側和蒸發器的第二換熱側之間連接有冷凝器的冷凝側，冷凝器的吸熱側連接有熱網供水。

再進一步，發生器的第二換熱側內的介質采用鹽溶液。

進一步，冷凝器的冷凝側與蒸發器的第二換熱側之間連接有溶劑節流閥。

進一步，蒸發器的第二換熱側出口連接有吸收器的放熱側進口，吸收器的吸熱側進口連接有熱網回水，吸收器的吸熱側出口與冷凝器的吸熱側進口連接。

再進一步，發生器的第二換熱側出口連接有溶液換熱器的第一換熱側進口，溶液換熱器的第一換熱側出口連接有吸收器的放熱側進口，吸收器的放熱側出口連接溶液換熱器的第二換熱側進口，溶液換熱器的第二換熱側出口與發生器的第一換熱側進口連接。

再進一步，溶液換熱器的第一換熱側出口與吸收器的放熱側進口之間設置有溶液膨脹閥，吸收器的放熱側出口與溶液換熱器的第二換熱側進口之間設置有溶液泵。

一種基于上述任意一項所述二氧化碳發電裝置的工作方法，包括以下過程：

聚光塔吸收太陽能能量并加熱塔內的熔鹽，使熔鹽溫度達到600℃以上，熔鹽由聚光塔進入熔鹽換熱器的第一換熱側，加熱熔鹽換熱器的第二換熱側的高壓二氧化碳流體，高壓二氧化碳流體加熱后進入二氧化碳透平做功，而后進入回熱器，從回熱器來的高壓二氧化碳流體在熔鹽換熱器的第二換熱側吸熱。

優選的，回熱器的第一換熱側的高壓二氧化碳流體降溫后，進入發生器，加熱發生器第二換熱側內的鹽溶液，使鹽溶液內的溶劑受熱蒸發，溶液濃度升高，二氧化碳自身被一次冷卻；一次冷卻后的二氧化碳進入到蒸發器的第一換熱側中，同蒸發器第二換熱側的低壓冷凝水進行換熱，低壓冷凝水受熱蒸發為水蒸氣，二氧化碳自身被二次冷卻；二次冷卻后的二氧化碳由蒸發器進入二氧化碳壓縮機，被加壓后進入回熱器的第二換熱側同回熱器第一換熱側的高溫二氧化碳換熱。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：