[發(fā)明專利]二氧化碳熱泵回收余熱的超臨界二氧化碳熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111467192.3
• 申請日: 2021-12-03
• 公開（公告）號: CN114234467A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝艷紅;吳彥麗;常文睿;白靜利
• 申請（專利權(quán)）人: 山西大學(xué)
• 主分類號: F25B9/00
• 分類號: F25B9/00;F25B9/06;F25B30/02;F25B41/40;F24D3/18;F01K25/10;F01K11/02;F01K13/00;F01K17/00;F01K17/02
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

1.一種二氧化碳熱泵回收余熱的超臨界二氧化碳熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于包括超臨界二氧化碳動(dòng)力循環(huán)發(fā)電單元和余熱回收單元；

所述的超臨界二氧化碳動(dòng)力循環(huán)發(fā)電單元包括鍋爐、高壓透平、低壓透平、高溫回?zé)崞?、低溫回?zé)崞?、主壓縮機(jī)、再壓縮機(jī)；所述的余熱回收單元包括熱網(wǎng)加熱器和跨臨界二氧化碳熱泵單元；跨臨界二氧化碳熱泵單元又包括冷端余熱回收二氧化碳熱泵單元和煙氣余熱回收二氧化碳熱泵單元；冷端余熱回收二氧化碳熱泵單元包括CO₂小膨脹機(jī)、壓縮機(jī)、氣冷器、回?zé)崞?、?jié)流閥、蒸發(fā)器；煙氣余熱回收二氧化碳熱泵單元同樣包括壓縮機(jī)、氣冷器、回?zé)崞鳌⒐?jié)流閥、蒸發(fā)器；冷端余熱回收二氧化碳熱泵單元蒸發(fā)器的熱源來自于超臨界二氧化碳動(dòng)力循環(huán)發(fā)電單元低溫回?zé)崞鞒隹诙趸剂黧w攜帶的低溫余熱；煙氣余熱回收二氧化碳熱泵單元蒸發(fā)器的熱源來自于鍋爐煙氣低溫余熱。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳熱泵回收余熱的超臨界二氧化碳熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：超臨界二氧化碳動(dòng)力循環(huán)發(fā)電單元，鍋爐用于加熱、再熱超臨界二氧化碳；高壓透平進(jìn)口連接鍋爐，利用加熱后的超臨界二氧化碳的熱量做功發(fā)電，高壓透平出口回到鍋爐對超臨界二氧化碳進(jìn)行再熱；低壓透平進(jìn)口連接鍋爐的再熱超臨界二氧化碳出口，再熱的超臨界二氧化碳做功后依次經(jīng)過高溫回?zé)崞?、低溫回?zé)崞麽尫艧崃?；低溫回?zé)崞鞒隹诜至?，一部分?jīng)余熱回收單元連接主壓縮機(jī)，另一部分直接連接再壓縮機(jī)；主壓縮機(jī)出口的高壓超臨界二氧化碳流體連接低溫回?zé)崞魃郎兀蜏鼗責(zé)崞鞒隹诹黧w與經(jīng)過再壓縮機(jī)升壓后的二氧化碳流體匯合，連接高溫回?zé)崞黝A(yù)熱；高溫回?zé)崞鞒隹谶B接鍋爐，將預(yù)熱流體送入鍋爐加熱。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳熱泵回收余熱的超臨界二氧化碳熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述的余熱回收單元，熱網(wǎng)加熱器利用低溫回?zé)崞髋懦龅妮^高溫度的超臨界二氧化碳余熱加熱熱網(wǎng)水；冷端余熱回收二氧化碳熱泵單元將熱網(wǎng)加熱器出口較低溫度的超臨界二氧化碳余熱提升品質(zhì)加熱熱網(wǎng)水，二氧化碳流體降溫后送入主壓縮機(jī)；煙氣余熱回收二氧化碳熱泵單元通過回收煙氣溫度加熱熱網(wǎng)水，煙氣降溫后排入大氣。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳熱泵回收余熱的超臨界二氧化碳熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述的跨臨界二氧化碳熱泵單元，CO₂小膨脹機(jī)進(jìn)口連接鍋爐再熱出口，利用再熱超臨界二氧化碳流體做功驅(qū)動(dòng)二氧化碳熱泵壓縮機(jī)，CO₂小膨脹機(jī)出口超臨界二氧化碳流體與低壓透平出口流體匯合，連接高溫回?zé)崞鬟M(jìn)口；二氧化碳熱泵壓縮機(jī)進(jìn)口連接熱泵回?zé)崞鞒隹?，壓縮機(jī)出口連接二氧化碳?xì)饫淦?；氣冷器為熱網(wǎng)回水和高溫高壓二氧化碳流體的熱交換器，氣冷器出口的二氧化碳流體經(jīng)回?zé)崞鹘禍睾筮B接節(jié)流閥，節(jié)流閥出口連接蒸發(fā)器；冷端余熱回收熱泵單元蒸發(fā)器為較低溫度超臨界二氧化碳流體余熱和低溫低壓二氧化碳流體的熱交換器，煙氣余熱回收熱泵單元蒸發(fā)器為低溫?zé)煔庥酂岷偷蜏氐蛪憾趸剂黧w的熱交換器，放熱后的二氧化碳流體通過回?zé)崞骼^續(xù)升溫，升溫后進(jìn)入二氧化碳熱泵壓縮機(jī)，完成一個(gè)完整的循環(huán)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳熱泵回收余熱的超臨界二氧化碳熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：熱網(wǎng)回水一部分與熱網(wǎng)加熱器交換熱量，另外兩部分分別由冷端余熱回收熱泵單元?dú)饫淦骱蜔煔庥酂峄厥諢岜脝卧獨(dú)饫淦魈峁崃可郎兀糠譄峋W(wǎng)出水匯合后供給熱用戶。