SCO制造技术

本申请提供一种SCO

【技术实现步骤摘要】
SCO2布雷顿循环发电装置及发电系统
本申请涉及电力领域，尤其涉及一种SCO2布雷顿循环发电装置及发电系统。
技术介绍
超临界二氧化碳(supercriticalcarbondioxide，SCO2)发电系统是一种以超临界状态的二氧化碳为工质的布雷顿循环系统，因此，也叫做超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统。由于超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统具有效率高、系统体积小、噪声低、环保、经济等优点，被视为未来发电的主要发展发向之一，在诸多领域有良好的应用前景。现有技术中，SCO2布雷顿循环发电系统的主机系统包括一台压缩机、一台压缩机和一台电动发电机，在系统启动时，电动发电机以电动机模式工作，带动透平机和压缩机运转，当透平机的输出功大于主机系统的消耗功时，电动发电机切换为发电机模式，透平机带动压缩机和电动发电机旋转，实现发电。然而，现有的SCO2布雷顿循环发电系统在启动时，需要电动发电机在电动机模式和发电机模式进行切换，系统的控制复杂，从而增加了系统的控制难度。
技术实现思路
本申请提供一种SCO2布雷顿循环发电装置及发电系统，以解决现有技术的SCO2布雷顿循环系统启动时控制难度大的问题。第一方面，本申请提供一种SCO2布雷顿循环发电装置，包括：透平机、发电机、压缩机、回热器、加热器、冷却器和CO2缓冲罐；所述透平机、所述发电机和所述压缩机通过同一旋转轴连接；所述回热器分别通过回热器-透平机管路、回热器-压缩机管路、回热器-加热器管路、回热器-冷却器管路与所述透平机、所述压缩机、所述加热器、所述冷却器分别连接；所述加热器通过加热器-透平机管路与所述透平机连接；所述冷却器通过冷却器-压缩机管路与所述压缩机连接；所述CO2缓冲罐通过CO2缓冲罐管路连接在所述回热器-压缩机管路上；所述发电装置中预先充入有使所述发电装置全功率运行的CO2，当进行所述发电装置启动时，所述CO2缓冲罐用于向所述发电装置中充入高压CO2，所述回热器和所述加热器用于对所述高压CO2进行加热，得到高温高压的超临界二氧化碳SCO2，并将所述高温高压的SCO2输送给所述透平机，以使所述高温高压的SCO2推动所述透平机旋转，从而带动所述压缩机旋转；所述回热器还用于对从所述透平机输出的SCO2进行预冷，并将预冷后的SCO2输送给所述冷却器进行冷却；所述压缩机用于对所述冷却器冷却后的SCO2进行加压，当所述压缩机的出口压力高于其入口压力时，所述透平机带动所述压缩机和所述发电机同时旋转，以使所述发电机进行发电。可选地，所述发电装置还包括：循环泵和循环泵管路；所述循环泵管路的两端与所述冷却器-压缩机管路、所述回热器-压缩机管路分别连接；所述循环泵设置在所述循环泵管路上；在进行所述发电装置启动时，所述循环泵用于推动所述发电装置中的CO2流动。可选地，在所述CO2缓冲罐开始工作之前，所述回热器和所述加热器还用于对充入所述发电装置内的CO2进行加热。可选地，所述发电装置还包括：循环泵管路控制阀；所述循环泵管路控制阀设置在所述循环泵的出口处；所述循环泵管路控制阀用于控制所述循环泵管路是否起作用；当所述循环泵工作时，所述循环泵管路控制阀处于开启状态。可选地，所述发电装置还包括：压缩机出口调节阀；所述压缩机出口调节阀设置在所述压缩机的出口处；所述压缩机出口调节阀用于调节所述压缩机的出口压力；在进行所述发电装置启动时，所述压缩机出口调节阀处于闭合状态。可选地，所述发电装置还包括：CO2缓冲罐出口调节阀；所述CO2缓冲罐出口调节阀设置在所述CO2缓冲罐的出口处；所述CO2缓冲罐出口调节阀用于控制所述CO2缓冲罐管路是否起作用；当所述CO2缓冲罐工作时，所述CO2缓冲罐出口调节阀处于打开状态。可选地，所述发电装置还包括：冷却器入口调节阀、加热器入口调节阀和透平机入口调节阀；所述冷却器入口调节阀、加热器入口调节阀和透平机入口调节阀分别设置在所述回热器-冷却器管路、所述回热器-加热器管路和所述加热器-透平机管路上；所述冷却器入口调节阀、所述加热器入口调节阀和所述透平机入口调节阀分别用于调节进入所述冷却器、所述加热器和所述透平机的工质的流量；在进行所述发电装置启动时，所述冷却器入口调节阀、所述加热器入口调节阀和所述透平机入口调节阀均处于开启状态。可选地，所述发电装置还包括：回热器旁通阀和回热器旁通管路；所述回热器旁通管路的两端分别连接在所述回热器-压缩机管路和所述回热器-冷却器管路上；所述回热器旁通阀设置在所述回热器旁通管路上，所述回热器旁通阀用于对进入所述回热器的工质进行分流；在进行所述发电装置启动时，所述回热器旁通阀处于关闭状态。可选地，所述发电装置还包括：透平机旁通阀和透平机旁通管路；所述透平机旁通管路的两端分别连接在所述加热器-透平机管路和所述回热器-透平机管路上；所述透平机旁通阀设置在所述透平机旁通管路上，所述透平机旁通阀用于对进入所述透平机的工质进行分流；在进行所述发电装置启动时，所述透平机旁通阀处于关闭状态。第二方面，本申请提供一种SCO2布雷顿循环发电系统，包括：辅助设备和如上述所述的SCO2布雷顿循环发电装置。本申请提供的SCO2布雷顿循环发电装置及发电系统，该发电装置包括：透平机、发电机、压缩机、回热器、加热器、冷却器和CO2缓冲罐，透平机、发电机和压缩机通过同一旋转轴连接，回热器分别通过回热器-透平机管路、回热器-压缩机管路、回热器-加热器管路、回热器-冷却器管路与透平机、压缩机、加热器、冷却器分别连接；加热器通过加热器-透平机管路与透平机连接，冷却器通过冷却器-压缩机管路与压缩机连接，CO2缓冲罐116通过CO2缓冲罐管路连接在回热器-压缩机管路上。发电装置中预先充入有使发电装置全功率运行的CO2，当进行发电装置启动时，通过CO2缓冲罐向发电装置中充入高压CO2，回热器和加热器对高压CO2进行加热，得到高温高压的SCO2，并将高温高压的SCO2输送给透平机，以使高温高压的SCO2推动透平机旋转，从而带动压缩机旋转，回热器还对从透平机输出的SCO2进行预冷，并将预冷后的SCO2输送给冷却器进行冷却，压缩机对冷却器冷却后的SCO2进行加压，当压缩机的出口压力高于其入口压力时，透平机带动压缩机和发电机同时旋转，以使发电机进行发电，实现了发电装置的自启动，由于不需要发电机或电动发电机作为动力装置，大大降低了系统的控制难度，并减少了系统的故障点和增加了系统的应用场景，从而增加了系统的适应性。附图说明为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的SCO2布雷顿循环发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SCO

【技术特征摘要】
1.一种SCO2布雷顿循环发电装置，其特征在于，包括：
透平机、发电机、压缩机、回热器、加热器、冷却器和CO2缓冲罐；
所述透平机、所述发电机和所述压缩机通过同一旋转轴连接；
所述回热器分别通过回热器-透平机管路、回热器-压缩机管路、回热器-加热器管路、回热器-冷却器管路与所述透平机、所述压缩机、所述加热器、所述冷却器分别连接；所述加热器通过加热器-透平机管路与所述透平机连接；所述冷却器通过冷却器-压缩机管路与所述压缩机连接；
所述CO2缓冲罐通过CO2缓冲罐管路连接在所述回热器-压缩机管路上；
所述发电装置中预先充入有使所述发电装置全功率运行的CO2，当进行所述发电装置启动时，所述CO2缓冲罐用于向所述发电装置中充入高压CO2，所述回热器和所述加热器用于对所述高压CO2进行加热，得到高温高压的超临界二氧化碳SCO2，并将所述高温高压的SCO2输送给所述透平机，以使所述高温高压的SCO2推动所述透平机旋转，从而带动所述压缩机旋转；所述回热器还用于对从所述透平机输出的SCO2进行预冷，并将预冷后的SCO2输送给所述冷却器进行冷却；所述压缩机用于对所述冷却器冷却后的SCO2进行加压，当所述压缩机的出口压力高于其入口压力时，所述透平机带动所述压缩机和所述发电机同时旋转，以使所述发电机进行发电。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发电装置还包括：循环泵和循环泵管路；
所述循环泵管路的两端与所述冷却器-压缩机管路、所述回热器-压缩机管路分别连接；
所述循环泵设置在所述循环泵管路上；在进行所述发电装置启动时，所述循环泵用于推动所述发电装置中的CO2流动。


3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述CO2缓冲罐开始工作之前，所述回热器和所述加热器还用于对充入所述发电装置内的CO2进行加热。


4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述发电装置还包括：循环泵管路控制阀；
所述循环泵管路控制阀设置在所述循环泵的出口处；所述循环泵管路控制阀用于控制所述循环泵管路是否起作用；当所述循环泵工作时，所述循环泵管路控制阀处于开启状态。


5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发电装置还包括：压缩机...

【专利技术属性】
技术研发人员：张少锋，赵磊，陈健，张胜龙，魏掌来，
申请(专利权)人：上海朝临动力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31