一种超临界二氧化碳朗肯循环系统及联合循环系统技术方案

技术编号:20617231 阅读:102 留言:0更新日期:2019-03-20 12:29
本实用新型专利技术提供一种超临界二氧化碳朗肯循环系统及联合循环系统,该超临界二氧化碳朗肯循环系统包括:第一加热器;第二加热器,第二加热器的烟气入口与第一加热器的烟气出口连通,第二加热器的工质出口与第一加热器的工质入口连通;回热器,回热器的冷流体出口和第一加热器的工质入口连通,回热器的热流体出口与冷却系统的入口连接;二氧化碳循环泵,二氧化碳循环泵的工质出口分别与回热器的冷流体入口及第二加热器的工质入口连通;二氧化碳透平,二氧化碳透平的入口与第一加热器的工质出口连通,二氧化碳透平的出口与回热器的热流体入口连通;与所二氧化碳透平连接的第一发电机;以及冷凝器。这样,可以使联合循环系统的结构比较简单和紧凑。

【技术实现步骤摘要】
一种超临界二氧化碳朗肯循环系统及联合循环系统
本技术涉及发电
,尤其涉及一种超临界二氧化碳朗肯循环系统及联合循环系统。
技术介绍
随着发电技术的不断发展,联合循环技术得到了大力推广和应用。联合循环是系统一种由不同工质的热力循环系统组成的联合工作系统,其在发电时,前一级产生的废气被用来驱动下一级热机推动发电机,这样可以大幅提高燃料的效率,从而提高发电量。通常,现有的联合循环系统主要由燃气轮机系统与水蒸汽朗肯循环系统组成;然而,采用这种结构的联合循环,其结构比较庞大和复杂。
技术实现思路
本技术实施例的目的在于提供一种超临界二氧化碳朗肯循环系统及联合循环系统,解决了现有的联合循环系统的结构比较庞大和复杂的问题。为达上述目的,本技术实施例提供一种超临界二氧化碳朗肯循环系统,包括:第一加热器;第二加热器,所述第二加热器的烟气入口与所述第一加热器的烟气出口连通,所述第二加热器的工质出口与所述第一加热器的工质入口连通;回热器,所述回热器的冷流体出口和所述第一加热器的工质入口连通;二氧化碳循环泵,所述二氧化碳循环泵的工质出口分别与所述回热器的冷流体入口及所述第二加热器的工质入口连通;二氧化碳透平,所述二氧化碳透平的入口与所述第一加热器的工质出口连通,所述二氧化碳透平的出口与所述回热器的热流体入口连通;与所述二氧化碳透平连接的第一发电机;以及冷凝器,所述冷凝器的工质入口与所述回热器的热流体出口连通,所述冷凝器的工质出口与所述二氧化碳循环泵的工质入口连通。可选的,所述超临界二氧化碳朗肯循环系统还包括:太阳能反射镜;以及安装于太阳能反射镜上的吸热管,所述吸热管的入口与所述二氧化碳循环泵的出口连通,所述吸热管的出口与所述第一加热器的工质入口连通。可选的,所述超临界二氧化碳朗肯循环系统还包括:海水循环泵,所述海水循环泵的入口与海洋连通,所述海水循环泵的出口与所述冷凝器的海水入口连通;其中,所述冷凝器的的海水出口与海洋连通。本技术实施例还提供一种联合循环系统,包括:燃气轮机循环系统,所述燃气轮机循环系统包括压缩机、燃烧室、燃气透平和第二发电机,其中,所述燃烧室分别与所述压缩机和所述燃气透平连通,所述燃气透平分别与所述压缩机和所述第二发电机连接;超临界二氧化碳朗肯循环系统,所述超临界二氧化碳朗肯循环系统的烟气入口与所述燃气透平的出口连通。可选的,所述超临界二氧化碳朗肯循环系统包括:第一加热器,所述第一加热器的烟气入口与所述燃气透平的出口连通,所述第一加热器的烟气入口为所述超临界二氧化碳朗肯循环系统的烟气入口;第二加热器,所述第二加热器的烟气入口与所述第一加热器的烟气出口连通,所述第二加热器的工质出口与所述第一加热器的工质入口连通;回热器,所述回热器的冷流体出口和所述第一加热器的工质入口连通;二氧化碳循环泵,所述二氧化碳循环泵的工质出口分别与所述回热器的冷流体入口及所述第二加热器的工质入口连通;二氧化碳透平,所述二氧化碳透平的入口与所述第一加热器的工质出口连通,所述二氧化碳透平的出口与所述回热器的热流体入口连通;与所述二氧化碳透平连接的第一发电机;以及冷凝器,所述冷凝器的工质入口与所述回热器的热流体出口连通,所述冷凝器的工质出口与所述二氧化碳循环泵的工质入口连通。可选的,所述超临界二氧化碳朗肯循环系统还包括:太阳能反射镜;以及安装于太阳能反射镜上的吸热管,所述吸热管的入口与所述二氧化碳循环泵的出口连通,所述吸热管的出口与所述第一加热器的工质入口连通。可选的,所述太阳能反射镜为抛物槽式反射镜或线性菲涅尔反射镜。可选的,所述超临界二氧化碳朗肯循环系统还包括:海水循环泵,所述海水循环泵的入口与海洋连通,所述海水循环泵的出口与所述冷凝器的海水入口连通;其中,所述冷凝器的的海水出口与海洋连通。上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果:本技术实施例,通过所述超临界二氧化碳朗肯循环系统与所述燃气轮机循环系统组成所述联合循环系统,所述超临界二氧化碳朗肯循环系统采用超临界二氧化碳作为工质,这样可以使所述联合循环系统的结构比较简单和紧凑。附图说明图1为本技术实施例提供的一种联合循环系统的结构示意图。具体实施方式为使本技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。如图1所示,本技术实施例提供一种超临界二氧化碳朗肯循环系统1,包括:第一加热器11;第二加热器12,所述第二加热器12的烟气入口与所述第一加热器11的烟气出口连通,所述第二加热器12的工质出口与所述第一加热器11的工质入口连通;回热器13,所述回热器13的冷流体出口和所述第一加热器11的工质入口连通;二氧化碳循环泵14,所述二氧化碳循环泵14的工质出口分别与所述回热器13的冷流体入口及所述第二加热器12的工质入口连通;二氧化碳透平15,所述二氧化碳透平15的入口与所述第一加热器11的工质出口连通,所述二氧化碳透平15的出口与所述回热器13的热流体入口连通;与所述二氧化碳透平15连接的第一发电机16;以及冷凝器17,所述冷凝器17的工质入口与所述回热器13的热流体出口连通,所述冷凝器17的工质出口与所述二氧化碳循环泵14的工质入口连通。本实施例中,所述第一加热器11、所述第二加热器12、所述回热器13以及所述冷凝器17,均为换热器。具体地,所述第一加热器11和所述第二加热器12主要用于对超临界二氧化碳工质加热,且所述第一加热器11的烟气入口可以用于与其他热力循环系统中的排烟的出口连通,以对从其他热力循环系统出来的烟气进行回收利用;而通过所述第二加热器12的烟气出口可以对前述其他热力循环系统的排烟进行排出。所述回热器13主要用于对热能进行回收,而所述冷凝器17则主要用于把气体工质的热量带走,以使气体工质完全冷凝。此外,所述超临界二氧化循环系统1采用所述二氧化碳循环泵14,相对于布雷顿循环系统中的压缩机,可以实现在降低设备投资的同时,减少循环工质增压的功耗;此外,所述二氧化碳循环泵14的出口侧工质温度较低,能够将系统排烟温度降到最低,从而最大限度的回收烟气余热。应说明的是,朗肯循环系统是以水蒸汽作为工质的一种热力循环系统,其可以在联合循环系统中作为底循环;所述超临界二氧化碳朗肯循环系统1则是以超临界二氧化碳作为工质的热力循环系统。其中,超临界二氧化碳是温度和压力均高于临界值的二氧化碳流体;其介于气体和液体之间,同时具有气体和液体的物理和化学性质。超临界二氧化碳的能量密度大,压缩性好,从而能够大幅节省空间,有利于提高舰船等用能设备的空间利用率,此外还可以降低设备初期投资,易于安装和维护。进一步地,超临界二氧化碳循环工质在加热过程中存在温度滑移现象,从而能够与烟气等显热热源较好地匹配。所述超临界二氧化碳朗肯循环系统1的工作过程可以是:将所述第一加热器11与燃气轮机循环系统中的燃气透平的烟气出口相连通,这样,燃气轮机系统的排烟将依次经过所述第一加热器11和所述第二加热器12,以实现烟气余热的梯级利用。而在所述超临界二氧化碳循环系统1中,超临界二氧化碳工质经过所述二氧化碳循环泵14提高压力后分流为两股,其中一股流经所述回热器13吸收所述二氧化碳透平15的排气热量,另一股流经所述第二加热器12以吸收燃气轮机系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超临界二氧化碳朗肯循环系统,其特征在于,包括:第一加热器;第二加热器,所述第二加热器的烟气入口与所述第一加热器的烟气出口连通,所述第二加热器的工质出口与所述第一加热器的工质入口连通;回热器,所述回热器的冷流体出口和所述第一加热器的工质入口连通;二氧化碳循环泵,所述二氧化碳循环泵的工质出口分别与所述回热器的冷流体入口及所述第二加热器的工质入口连通;二氧化碳透平,所述二氧化碳透平的入口与所述第一加热器的工质出口连通,所述二氧化碳透平的出口与所述回热器的热流体入口连通;与所述二氧化碳透平连接的第一发电机;以及冷凝器,所述冷凝器的工质入口与所述回热器的热流体出口连通,所述冷凝器的工质出口与所述二氧化碳循环泵的工质入口连通。

【技术特征摘要】
1.一种超临界二氧化碳朗肯循环系统,其特征在于,包括:第一加热器;第二加热器,所述第二加热器的烟气入口与所述第一加热器的烟气出口连通,所述第二加热器的工质出口与所述第一加热器的工质入口连通;回热器,所述回热器的冷流体出口和所述第一加热器的工质入口连通;二氧化碳循环泵,所述二氧化碳循环泵的工质出口分别与所述回热器的冷流体入口及所述第二加热器的工质入口连通;二氧化碳透平,所述二氧化碳透平的入口与所述第一加热器的工质出口连通,所述二氧化碳透平的出口与所述回热器的热流体入口连通;与所述二氧化碳透平连接的第一发电机;以及冷凝器,所述冷凝器的工质入口与所述回热器的热流体出口连通,所述冷凝器的工质出口与所述二氧化碳循环泵的工质入口连通。2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳朗肯循环系统,其特征在于,所述超临界二氧化碳朗肯循环系统还包括:太阳能反射镜;以及安装于太阳能反射镜上的吸热管,所述吸热管的入口与所述二氧化碳循环泵的出口连通,所述吸热管的出口与所述第一加热器的工质入口连通。3.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳朗肯循环系统,其特征在于,所述超临界二氧化碳朗肯循环系统还包括:海水循环泵,所述海水循环泵的入口与海洋连通,所述海水循环泵的出口与所述冷凝器的海水入口连通;其中,所述冷凝器的海水出口与海洋连通。4.一种联合循环系统,其特征在于,包括:燃气轮机循环系统,所述燃气轮机循环系统包括压缩机、燃烧室、燃气透平和第二发电机,其中,所述燃烧室分别与所述压缩机和所述燃气透平连通,所述燃气透平分别与所述压缩机和所述第二发电机连接;超临界二氧化碳朗肯循环系统,所述超临界二氧化碳朗...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈宜徐东杰陈铮徐小东
申请(专利权)人:电力规划总院有限公司
类型:新型
国别省市:北京,11

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