通过工质旁路降低工质流动阻力的超临界CO2锅炉系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种通过工质旁路降低工质流动阻力的超临界CO2锅炉系统，该系统包括一次气气冷壁、一次气混合集箱、低温过热器、高温过热器、二次气气冷壁、二次气混合集箱、低温再热器、高温再热器、二级空气预热器、SCR脱硝装置和一级空气预热器；本实用新型专利技术通过工质旁路分别对一次气气冷壁和二次气气冷壁的进口工质进行分流，使进入一次气气冷壁和二次气气冷壁的工质流量降低，从而可以显著降低超临界CO2锅炉一次气和二次气的流动阻力，有助于提高超临界CO2布雷顿循环发电系统的效率。

Supercritical CO2 boiler system reducing the flow resistance of working medium through its bypass

The utility model discloses a supercritical CO2 boiler system for reducing the flow resistance of working medium through the working medium bypass, which comprises a primary air-cooled wall, a primary air mixed header, a low-temperature superheater, a high-temperature superheater, a secondary air-cooled wall, a secondary air mixed header, a low-temperature reheater, a high-temperature reheater, a secondary air preheater, an SCR denitrification device and a primary air preheater The utility model divides the inlet working medium of the primary air-cooled wall and the secondary air-cooled wall respectively through the working medium bypass, so as to reduce the flow rate of the working medium entering the primary air-cooled wall and the secondary air-cooled wall, so as to significantly reduce the flow resistance of the primary gas and the secondary gas of the supercritical CO2 boiler, which is helpful to improve the efficiency of the supercritical CO2 Brayton cycle power generation system.

【技术实现步骤摘要】
通过工质旁路降低工质流动阻力的超临界CO2锅炉系统
本技术属于超临界CO2锅炉发电领域，涉及一种通过工质旁路降低工质流动阻力的超临界CO2锅炉系统。
技术介绍
不断提高发电机组的效率是电力行业研究的永恒主题和目标。对于发电企业而言，系统的循环效率越高，单位发电量的能耗就越低，对应的能源消耗量和污染物排放量就越低。大量的研究表明，超临界CO2布雷顿循环是极具潜力的新概念先进动力系统。由于超临界CO2具有能量密度大、传热效率高等特点，同等温度水平下超临界CO2布雷顿循环发电系统的发电效率要比传统蒸汽朗肯循环发电系统高出5个百分点以上。此外，与传统蒸汽朗肯循环发电系统相比，超临界CO2循环发电系统的压缩机、透平和回热器等设备十分紧凑，重量和占地大为减小。因此，对于更高温度参数的发电机组，如650℃机组、700℃等级机组等，采用超临界CO2布雷顿循环发电系统无疑是最佳的选择。超临界CO2锅炉是大型煤基超临界CO2布雷顿循环发电系统中的重要设备之一，其性能直接影响着整个发电系统的效率和经济性。研究表明，超临界CO2锅炉中工质的流动阻力对系统发电效率的影响非常显著。系统发电效率随超临界CO2锅炉中工质流动阻力的增加而显著降低。不同于传统蒸汽锅炉，超临界CO2锅炉的工质质量流量是相同容量下蒸汽锅炉的6～8倍，从而导致超临界CO2锅炉的工质流动阻力远大于蒸汽锅炉。如何降低超临界CO2锅炉的工质流动阻力已成为该领域的研究热点。然而，现有的已公开专利中还没有针对该方面的报道。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种通过工质旁路降低工质流动阻力的超临界CO2锅炉系统，该系统能够显著降低超临界CO2锅炉一次气气冷壁和二次气气冷壁中的流动阻力，从而可以显著降低超临界CO2锅炉一次气和二次气的流动阻力。为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：一种通过工质旁路降低工质流动阻力的超临界CO2锅炉系统，包括一次气气冷壁1、一次气混合集箱2、低温过热器3、高温过热器4、二次气气冷壁5、二次气混合集箱6、低温再热器7、高温再热器8、二级空气预热器9、SCR脱硝装置10和一级空气预热器11；超临界CO2锅炉一次气气冷壁1进口工质分为两路，其中一路连通一次气气冷壁1的入口，另一路通过旁路管道连通一次气混合集箱2的入口，一次气气冷壁1出口也连通一次气混合集箱2的入口，一次气混合集箱2的混合工质出口连通低温过热器3的入口，低温过热器3的工质出口与高温过热器4的入口相连通，高温过热器4的工质出口连接高压透平对外做功，完成做功后的高压透平排气又分成两路，其中一路连通二次气气冷壁5的入口，另一路通过旁路管道连通二次气混合集箱6的入口，二次气气冷壁5出口也连通二次气混合集箱(6)的入口，二次气混合集箱6的混合工质出口连通低温再热器7的入口，低温再热器7的工质出口与高温再热器8的入口相连通，高温再热器8的出口工质进入低压透平对外做功；所述二级空气预热器9、SCR脱硝装置10和一级空气预热器11依次布置在低温过热器3和低温再热器7下游，一级空气预热器11的出口空气与二级空气预热器9的空气入口相连通。所述低温过热器3与低温再热器7并排布置于锅炉尾部烟道。额定工况下二级空气预热器9的出口烟温为320～380℃。所述的通过工质旁路降低工质流动阻力的超临界CO2锅炉系统的降低工质流动阻力的方法，超临界CO2锅炉一次气气冷壁1进口工质分为两路，其中一路进入一次气气冷壁吸热，另一路通过旁路管道进入一次气混合集箱2，与完成吸热的一次气气冷壁中的工质混合后进入低温过热器3，低温过热器3的出口工质与高温过热器4的入口相连通，高温过热器4的出口工质进入高压透平对外做功，完成做功后的高压透平排气又分成两路，其中一路进入二次气气冷壁5吸热，另一路通过旁路管道进入二次气混合集箱6，与完成吸热的二次气气冷壁中的工质混合后进入低温再热器7，低温再热器7的出口工质与高温再热器8的入口相连通，高温再热器8的出口工质进入低压透平对外做功。本技术具有以下有益效果：本技术所述的一种通过工质旁路降低工质流动阻力的超临界CO2锅炉系统，具有如下优点：通过工质旁路分别对一次气气冷壁和二次气气冷壁的进口工质进行分流，使进入一次气气冷壁和二次气气冷壁的工质流量降低，从而可以显著降低超临界CO2锅炉一次气和二次气的流动阻力，提高整个超临界CO2布雷顿循环发电系统的效率。附图说明图1为本技术的结构示意图。其中，1为一次气气冷壁、2为一次气混合集箱、3为低温过热器、4为高温过热器、5为二次气气冷壁、6为二次气混合集箱、7为低温再热器、8为高温再热器、9为二级空气预热器、10为SCR脱硝装置、11为一级空气预热器。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步详细描述：参考图1，本技术所述的一种通过工质旁路降低工质流动阻力的超临界CO2锅炉系统，包括一次气气冷壁1、一次气混合集箱2、低温过热器3、高温过热器4、二次气气冷壁5、二次气混合集箱6、低温再热器7、高温再热器8、二级空气预热器9、SCR脱硝装置10和一级空气预热器11；超临界CO2锅炉一次气气冷壁进口工质分为两路，其中一路进入一次气气冷壁吸热，另一路通过旁路管道进入一次气混合集箱2，与完成吸热的一次气气冷壁中的工质混合后进入低温过热器3，低温过热器3的出口工质与高温过热器4的入口相连通，高温过热器4的出口工质进入高压透平对外做功，完成做功后的高压透平排气又分成两路，其中一路进入二次气气冷壁吸热，另一路通过旁路管道进入二次气混合集箱6，与完成吸热的二次气气冷壁中的工质混合后进入低温再热器7，低温再热器7的出口工质与高温再热器8的入口相连通，高温再热器8的出口工质进入低压透平对外做功。所述低温过热器3与低温再热器7并排布置于锅炉尾部烟道，其下游布置有二级空气预热器9、SCR脱硝装置10和一级空气预热器11。所述二级空气预热器9的作用是使进入SCR脱硝装置10的烟气温度降低到SCR催化剂的最适宜温度，额定工况下二级空气预热器9出口烟温为320～380℃。以上所述的具体实施方式，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本技术的具体实施方式而已，并不用于限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过工质旁路降低工质流动阻力的超临界CO2锅炉系统，其特征在于，包括一次气气冷壁(1)、一次气混合集箱(2)、低温过热器(3)、高温过热器(4)、二次气气冷壁(5)、二次气混合集箱(6)、低温再热器(7)、高温再热器(8)、二级空气预热器(9)、SCR脱硝装置(10)和一级空气预热器(11)；/n超临界CO2锅炉一次气气冷壁(1)进口工质分为两路，其中一路连通一次气气冷壁(1)的入口，另一路通过旁路管道连通一次气混合集箱(2)的入口，一次气气冷壁(1)出口也连通一次气混合集箱(2)的入口，一次气混合集箱(2)的混合工质出口连通低温过热器(3)的入口，低温过热器(3)的工质出口与高温过热器(4)的入口相连通，高温过热器(4)的工质出口连接高压透平对外做功，完成做功后的高压透平排气又分成两路，其中一路连通二次气气冷壁(5)的入口，另一路通过旁路管道连通二次气混合集箱(6)的入口，二次气气冷壁(5)出口也连通二次气混合集箱(6)的入口，二次气混合集箱(6)的混合工质出口连通低温再热器(7)的入口，低温再热器(7)的工质出口与高温再热器(8)的入口相连通，高温再热器(8)的出口工质进入低压透平对外做功；/n所述二级空气预热器(9)、SCR脱硝装置(10)和一级空气预热器(11)依次布置在低温过热器(3)和低温再热器(7)下游，一级空气预热器(11)的出口空气与二级空气预热器(9)的空气入口相连通。/n...

【技术特征摘要】
1.一种通过工质旁路降低工质流动阻力的超临界CO2锅炉系统，其特征在于，包括一次气气冷壁(1)、一次气混合集箱(2)、低温过热器(3)、高温过热器(4)、二次气气冷壁(5)、二次气混合集箱(6)、低温再热器(7)、高温再热器(8)、二级空气预热器(9)、SCR脱硝装置(10)和一级空气预热器(11)；
超临界CO2锅炉一次气气冷壁(1)进口工质分为两路，其中一路连通一次气气冷壁(1)的入口，另一路通过旁路管道连通一次气混合集箱(2)的入口，一次气气冷壁(1)出口也连通一次气混合集箱(2)的入口，一次气混合集箱(2)的混合工质出口连通低温过热器(3)的入口，低温过热器(3)的工质出口与高温过热器(4)的入口相连通，高温过热器(4)的工质出口连接高压透平对外做功，完成做功后的高压透平排气又分成两路，其中一路连通二次气气冷壁(5)的入口，另一路通过旁路管道连通二次气混合集箱(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：白文刚，李红智，张纯，张一帆，杨玉，姚明宇，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61