一种用于超临界二氧化碳发电系统的联合除氧系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于超临界二氧化碳发电系统的联合除氧系统及方法，包括发电机、锅炉、透平、预冷器、低温除氧系统、压缩机及高温除氧系统；锅炉的出口与透平的入口相连通，透平的出口与预冷器的入口相连通，预冷器的出口经低温除氧系统与压缩机的入口相连通，压缩机的出口经高温除氧系统与锅炉的入口相连通，压缩机与发电机相连接，该系统及方法能够实现二氧化碳工质中氧气的去除。

【技术实现步骤摘要】
一种用于超临界二氧化碳发电系统的联合除氧系统及方法
本专利技术属于超临界二氧化碳布雷顿循环发电
，涉及一种用于超临界二氧化碳发电系统的联合除氧系统及方法。
技术介绍
在蒸汽朗肯循环发电系统中，给水中的溶氧会影响给水系统及整个热力系统的运行安全。给水中的溶氧会引起给水管路和省煤器的点状腐蚀，管道内壁粗糙度增加，一方面增加了流动阻力，另一方面又容易积聚给水中的沉淀物，加速垢下腐蚀。如果给水溶氧造成的腐蚀产物随锅炉给水进入锅炉，这些腐蚀产物在锅炉中热负荷较高的区域沉积，会造成管屏传热恶化，降低锅炉效率，加快结垢速率，甚至引起溃疡性垢下腐蚀，严重时甚至引起爆管，影响锅炉的安全运行。同时，给水中的溶氧对管道的腐蚀也会增加蒸汽中的含铁量，加快汽轮机叶片的结垢速率，降低汽轮机的运行效率，严重时影响汽轮机的安全运行。超临界二氧化碳发电系统中也面临同样的问题，系统在启动前虽然会用二氧化碳气体进行多次置换，但是，系统中仍会有部分死区导致有氧气残留，二氧化碳工质中也会有一定含量的氧，因此超临界二氧化碳发电系统也面临氧气腐蚀的问题。但是现有的公开报道的除氧器大多用于除去水中的溶解氧，对于用于超临界二氧化碳发电系统的除氧系统鲜有报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于超临界二氧化碳发电系统的联合除氧系统及方法，该系统及方法能够实现二氧化碳工质中氧气的去除。为达到上述目的，本专利技术所述的用于超临界二氧化碳发电系统的联合除氧系统包括发电机、锅炉、透平、预冷器、低温除氧系统、压缩机及高温除氧系统；锅炉的出口与透平的入口相连通，透平的出口与预冷器的入口相连通，预冷器的出口经低温除氧系统与压缩机的入口相连通，压缩机的出口经高温除氧系统与锅炉的入口相连通，压缩机与发电机相连接。还包括回热器，其中，透平的出口经回热器的热侧与预冷器的入口相连通，高温除氧系统的出口经回热器的冷侧与锅炉的入口相连通。压缩机、透平及发电机同轴布置。低温除氧系统由若干低温除氧器并联而成。高温除氧系统由若干高温除氧器并联而成。低温除氧器内的除氧剂为海绵铁，高温除氧器内的除氧剂为镍系化学吸收除氧剂、锰系化学吸收除氧剂或铁系化学吸收除氧剂。本专利技术所述的用于超临界二氧化碳发电系统的联合除氧方法包括以下步骤：锅炉输出的高温高压二氧化碳进入到透平中做功，透平带动压缩机及发电机工作，透平排出的乏气经预冷器冷却至32～40℃后进入到低温除氧系统中进行除氧，再进入到压缩机压缩，压缩机输出的80～100℃二氧化碳工质经高温除氧系统除氧后进入到锅炉中加热，以形成高温高压二氧化碳。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所述的用于超临界二氧化碳发电系统的联合除氧系统及方法在具体操作时，经预冷器冷却后二氧化碳进入到低温除氧系统中，与低温除氧系统中的除氧剂接触，二氧化碳中的氧气与除氧剂反应，使得氧的含量降低；压缩后的二氧化碳与高温除氧系统中的除氧剂接触，二氧化碳中的氧气与除氧剂反应，使得氧的含量进一步降低，需要说明的是，二氧化碳工质经过低温除氧系统和高温除氧系统联合除氧之后，氧含量降低到符合标准。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术中低温除氧系统5的结构示意图；图3为本专利技术中高温除氧系统7的结构示意图。其中，1为锅炉、2为透平、3为回热器、4为预冷器、5为低温除氧系统、51为低温除氧器、6为压缩机、7为高温除氧系统、71为高温除氧器、8为发电机。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：参考图1，本专利技术所述的用于超临界二氧化碳发电系统的联合除氧系统包括发电机8、锅炉1、透平2、预冷器4、低温除氧系统5、压缩机6及高温除氧系统7；锅炉1的出口与透平2的入口相连通，透平2的出口与预冷器4的入口相连通，预冷器4的出口经低温除氧系统5与压缩机6的入口相连通，压缩机6的出口经高温除氧系统7与锅炉1的入口相连通，压缩机6与发电机8相连接，压缩机6、透平2及发电机8同轴布置。本专利技术还包括回热器3，其中，透平2的出口经回热器3的热侧与预冷器4的入口相连通，高温除氧系统7的出口经回热器3的冷侧与锅炉1的入口相连通。参考图2及图3，低温除氧系统5由若干低温除氧器51并联而成，高温除氧系统7由若干高温除氧器71并联而成，低温除氧器51内的除氧剂为海绵铁，高温除氧器71内的除氧剂为镍系化学吸收除氧剂、锰系化学吸收除氧剂或铁系化学吸收除氧剂。本专利技术所述的用于超临界二氧化碳发电系统的联合除氧方法包括以下步骤：锅炉1输出的高温高压二氧化碳进入到透平2中做功，透平2带动压缩机6及发电机8工作，透平2排出的乏气经预冷器4冷却至32～40℃后进入到低温除氧系统5中进行除氧，再进入到压缩机6压缩，压缩机6输出的80～100℃二氧化碳工质经高温除氧系统7除氧后进入到锅炉1中加热，以形成高温高压二氧化碳。经预冷器4冷却后二氧化碳进入到低温除氧系统5中，与低温除氧系统5中的除氧剂接触，二氧化碳中的氧气与除氧剂反应，使得氧的含量降低；压缩后的二氧化碳与高温除氧系统7中的除氧剂接触，二氧化碳中的氧气与除氧剂反应，使得氧的含量进一步降低。低温除氧器51的数目为两个，其中，当一个低温除氧器51除氧效果较差时，则关闭该低温除氧器51，并更换该低温除氧器51内的除氧剂，同时开启另一个低温除氧器51；同样的，高温除氧器71的数目为两个，其中，当一个高温除氧器71除氧效果较差时，则关闭该高温除氧器71，并更换该高温除氧器71内的除氧剂，同时开启另一个高温除氧器71。需要指出的是，上述实施例只为说明本专利技术的技术构思和特点，具体的实施方法，如低温除氧器51和高温除氧器71中的除氧剂等仍可进行修改和改进，但都不会由此而背离权利要求书中所规定的本专利技术的范围和基本精神。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于超临界二氧化碳发电系统的联合除氧系统，其特征在于，包括发电机(8)、锅炉(1)、透平(2)、预冷器(4)、低温除氧系统(5)、压缩机(6)及高温除氧系统(7)；锅炉(1)的出口与透平(2)的入口相连通，透平(2)的出口与预冷器(4)的入口相连通，预冷器(4)的出口经低温除氧系统(5)与压缩机(6)的入口相连通，压缩机(6)的出口经高温除氧系统(7)与锅炉(1)的入口相连通，压缩机(6)与发电机(8)相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于超临界二氧化碳发电系统的联合除氧系统，其特征在于，包括发电机(8)、锅炉(1)、透平(2)、预冷器(4)、低温除氧系统(5)、压缩机(6)及高温除氧系统(7)；锅炉(1)的出口与透平(2)的入口相连通，透平(2)的出口与预冷器(4)的入口相连通，预冷器(4)的出口经低温除氧系统(5)与压缩机(6)的入口相连通，压缩机(6)的出口经高温除氧系统(7)与锅炉(1)的入口相连通，压缩机(6)与发电机(8)相连接。


2.根据权利要求1所述的用于超临界二氧化碳发电系统的联合除氧系统，其特征在于，还包括回热器(3)，其中，透平(2)的出口经回热器(3)的热侧与预冷器(4)的入口相连通，高温除氧系统(7)的出口经回热器(3)的冷侧与锅炉(1)的入口相连通。


3.根据权利要求1所述的用于超临界二氧化碳发电系统的联合除氧系统，其特征在于，压缩机(6)、透平(2)及发电机(8)同轴布置。


4.根据权利要求1所述的用于超临界二氧化碳发电系统的联合除氧系统，其特征在于，低...

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