一种热量综合利用的联合系统技术方案

本发明专利技术公开了一种热量综合利用的联合系统，属于火力发电技术领域。本发明专利技术的一种热量综合利用的联合系统，包括具有回热系统的汽轮机发电机组和二氧化碳透平；汽轮机发电机组的回热系统中设有用于加热二氧化碳的二氧化碳加热装置，被二氧化碳加热装置加热后的二氧化碳进入二氧化碳透平做功。采用本发明专利技术的一种热量综合利用的联合系统，采用了二氧化碳透平，并利用汽轮机发电机组的回热系统中的设备提供加热二氧化碳的热源，被加热后的二氧化碳进入二氧化碳透平做功;二氧化碳透平使用超临界二氧化碳布雷顿循环，或将燃煤发电厂的低品质余热进行利用，有效实现电厂热量的梯级利用；或将燃煤发电厂的高品质热量进行利用，提高整个电厂的循环效率。

【技术实现步骤摘要】
一种热量综合利用的联合系统
本专利技术涉及一种热量综合利用的联合系统，属于火力发电

技术介绍
传统的燃煤发电汽轮机的回热系统是在朗肯循环的基础上加入回热抽汽，提高了整个吸热过程的平均温度，使循环效率提高。为了提高循环效率，目前的燃煤发电机组不断向大功率、高参数发展，甚至是增加了再热次数，回热循环的效率已经被提到50%附近。为了进一步提高循环效率，汽轮机的回热循环还与燃气轮机结合起来，组成了燃气——蒸汽联合循环，循环效率目前已经达到60%。在燃煤发电机组的回热循环里，汽轮机的进汽温度一般要超过400℃，现在的大型高参数机组进汽温度更是提高到615℃-630℃。燃气轮机的进汽温度更高，达1350℃-1600℃。二氧化碳的临界点较低，其临界点为30.98℃、7.378MPa，可以使用31℃以上的热源。在电厂系统中，有废热、余热和不容易被利用的热量，本专利技术有效实现电厂热量的梯级利用。有研究证明在温度超过450℃时，超临界二氧化碳布雷顿循环较蒸汽的朗肯循环有更高的效率，所以在温度高于450℃时，在传统的燃煤发电汽轮机的系统中再引入超临界二氧化碳发电系统是很有意义的。本专利技术不同于其他热力循环系统，首次将超临界二氧化碳布雷顿循环引入燃煤机组的系统里，不管是加在汽轮机的回热循环中还是加在锅炉侧的余热利用中，均具有不小的经济价值。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种热量综合利用的联合系统，本专利技术采用了二氧化碳透平，并利用汽轮机发电机组的回热系统中的设备提供加热二氧化碳的热源，被加热后的二氧化碳进入二氧化碳透平做功。本专利技术采用的技术方案如下：一种热量综合利用的联合系统，包括具有回热系统的汽轮机发电机组和二氧化碳透平；汽轮机发电机组的回热系统中设有用于加热二氧化碳的二氧化碳加热装置，被二氧化碳加热装置加热后的二氧化碳进入二氧化碳透平做功。本专利技术采用了二氧化碳透平，并利用汽轮机发电机组的回热系统中的设备提供加热二氧化碳的热源，被加热后的二氧化碳进入二氧化碳透平做功。本专利技术的一种热量综合利用的联合系统，所述汽轮机发电机组的回热系统包括锅炉、主汽轮机、由多个高压加热器串联组成的高压加热器组和由多个低压加热器串联组成的低压加热器组，所述主汽轮机的进汽来自锅炉、主汽轮机用于驱动第一发电机，高压加热器组的进汽通过管路来自主汽轮机、低压加热器组的进汽通过管路来自主汽轮机，所述高压加热器组与低压加热器组用于加热通向锅炉的水，高压加热器组靠近锅炉。本专利技术对二氧化碳加热装置设计了可供选择的四种形式：本专利技术的二氧化碳加热装置第一种形式：进一步的，所述高压加热器组与主汽轮机之间的管路上设有外置式蒸汽冷却器，所述外置式蒸汽冷却器作为二氧化碳加热装置，二氧化碳被外置式蒸汽冷却器加热后的通过管路进入二氧化碳透平做功。本专利技术的二氧化碳加热装置第二种形式：进一步的，所述高压加热器组中的1个或多个高压加热器作为二氧化碳加热装置，作为二氧化碳加热装置的高压加热器的进气为二氧化碳，二氧化碳被该高压加热器加热后通过管路进入二氧化碳透平做功；所述高压加热器组中的其余高压加热器的进汽通过管路来自主汽轮机。本专利技术的二氧化碳加热装置第三种形式：进一步的，所述低压加热器组中的1个或多个低压加热器作为二氧化碳加热装置，作为二氧化碳加热装置的低压加热器的进气为二氧化碳，二氧化碳被该低压加热器加热后通过管路进入二氧化碳透平做功；所述低压加热器组中的其余低压加热器的进汽通过管路来自主汽轮机。本专利技术的二氧化碳加热装置第四种形式：进一步的，所述二氧化碳加热装置为设置于锅炉的废热管路上的热交换器，二氧化碳被二氧化碳加热装置加热后通过管路进入二氧化碳透平做功。作为本专利技术的二氧化碳加热装置第二、第三或第四种形式的可选择设计，进一步的，所述高压加热器组与主汽轮机之间的管路上设有外置式蒸汽冷却器，所述外置式蒸汽冷却器用于加热通向锅炉的水。本专利技术的一种热量综合利用的联合系统，所述二氧化碳透平有1个或多个。本专利技术的一种热量综合利用的联合系统，所述二氧化碳透平用于驱动第二发电机。本专利技术的一种热量综合利用的联合系统，所述汽轮机发电机组为二次再热机组或一次再热机组。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种热量综合利用的联合系统，本专利技术由燃煤发电厂的常规的具有回热系统的汽轮机发电机组和二氧化碳透平共同组成的系统,利用汽轮机发电机组的回热系统中的设备提供加热二氧化碳的热源，被加热后的二氧化碳进入二氧化碳透平做功。二氧化碳透平使用超临界二氧化碳布雷顿循环，或将燃煤发电厂的低品质余热进行利用，有效实现电厂热量的梯级利用；或将燃煤发电厂的高品质热量进行利用，提高整个电厂的循环效率。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1是实施例一的示意图，其中，外置式蒸汽冷却器作为二氧化碳加热装置，汽轮机发电机组为二次再热机组；图2是实施例二的示意图，其中，一部分高压加热器作为二氧化碳加热装置，汽轮机发电机组为二次再热机组；图3是实施例三的示意图，其中，一部分低压加热器作为二氧化碳加热装置，汽轮机发电机组为二次再热机组；图4是实施例四的示意图，其中，二氧化碳加热装置为设置于锅炉的废热管路上的热交换器，汽轮机发电机组为二次再热机组；图5是实施例五的示意图，其中，外置式蒸汽冷却器作为二氧化碳加热装置，汽轮机发电机组为一次再热机组；图6是实施例六的示意图，其中，一部分高压加热器作为二氧化碳加热装置，汽轮机发电机组为一次再热机组；图7是实施例七的示意图，其中，一部分低压加热器作为二氧化碳加热装置，汽轮机发电机组为一次再热机组；图8是实施例八的示意图，其中，二氧化碳加热装置为设置于锅炉的废热管路上的热交换器，汽轮机发电机组为一次再热机组。图中标记：1-超高压缸、2-高压缸、3-中压缸、4-低压缸、5-第一发电机、6-锅炉、7-二氧化碳透平、8-外置式蒸汽冷却器、9-第二发电机、10-高压加热器组、11-除氧器、12-低压加热器组、13-凝汽器。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。实施例一如图1所示，本实施例的一种热量综合利用的联合系统，包括具有回热系统的汽轮机发电机组和二氧化碳透平7；汽轮机发电机组的回热系统中设有用于加热二氧化碳的二氧化碳加热装置，被二氧化碳加热装置加热后的二氧化碳进入二氧化碳透平7做功。本专利技术采用了二氧化碳透平，并利用汽轮机发电机组的回热系统中的设备提供加热二氧化碳的热源，被加热后的二氧化碳进入二氧化碳透平做功。进一步的，所述汽轮机发电机组的回热系统包括锅炉6、主汽轮机、由多个高压加热器串联组成的高压加热器组10和由多个低压加热器串联组成的低压加热器组12，所述主汽轮机的进汽来自锅炉6、主汽轮机用于驱动第一发电机5，高压加热器组10的进汽通过管路来自主汽轮机、低压加热器组12的进汽通过管路来自主汽轮机，所述高压加热器组10与低压加热器组12用于加热通向锅炉6的水，高压加热器组10靠近锅炉6。可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热量综合利用的联合系统，其特征在于：包括具有回热系统的汽轮机发电机组和二氧化碳透平（7）；汽轮机发电机组的回热系统中设有用于加热二氧化碳的二氧化碳加热装置，被二氧化碳加热装置加热后的二氧化碳进入二氧化碳透平（7）做功。

【技术特征摘要】
1.一种热量综合利用的联合系统，其特征在于：包括具有回热系统的汽轮机发电机组和二氧化碳透平（7）；汽轮机发电机组的回热系统中设有用于加热二氧化碳的二氧化碳加热装置，被二氧化碳加热装置加热后的二氧化碳进入二氧化碳透平（7）做功。2.如权利要求1所述的一种热量综合利用的联合系统，其特征在于：所述汽轮机发电机组的回热系统包括锅炉（6）、主汽轮机、由多个高压加热器串联组成的高压加热器组（10）和由多个低压加热器串联组成的低压加热器组（12），所述主汽轮机的进汽来自锅炉（6）、主汽轮机用于驱动第一发电机（5），高压加热器组（10）的进汽通过管路来自主汽轮机、低压加热器组（12）的进汽通过管路来自主汽轮机，所述高压加热器组（10）与低压加热器组（12）用于加热通向锅炉（6）的水，高压加热器组（10）靠近锅炉（6）。3.如权利要求2所述的一种热量综合利用的联合系统，其特征在于：所述高压加热器组（10）与主汽轮机之间的管路上设有外置式蒸汽冷却器（8），所述外置式蒸汽冷却器（8）作为二氧化碳加热装置，二氧化碳被外置式蒸汽冷却器（8）加热后的通过管路进入二氧化碳透平（7）做功。4.如权利要求2所述的一种热量综合利用的联合系统，其特征在于：所述高压加热器组（10）中的1个或多个高压加热器作为二氧化碳加热装置，作为二氧化碳加热装置的高压加热器的进气为二氧化碳，二氧化碳被该高压加...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓东，孙奇，唐丽丽，翟璇，侯明军，谢涛，李志明，曹守洪，高展羽，王鑫，赵海峰，
申请(专利权)人：东方电气集团东方汽轮机有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51