超临界二氧化碳再压缩循环发电系统技术方案

本申请涉及发电技术领域，尤其是涉及一种超临界二氧化碳再压缩循环发电系统，本系统包括第一热交换路径、第二热交换路径、第一压缩路径、第二压缩路径、吸热路径、做功输出路径及回热路径，第一压缩路径与第二压缩路径并联设置并形成有同一输入端，且第一压缩路径经由回热路径与第二压缩路径相汇合并形成有同一输出端；第一热交换路径的输出端与同一输入端相连通，同一输出端与第二热交换路径的输入端相连通；第二热交换路径的输出端、吸热路径及做功输出路径的输入端顺次相连通；做功输出路径的输出端与第一热交换路径的输入端相连通，做功输出路径设置透平，其出口端与换热路径之间形成有设置透平旁路阀的流通旁路。

【技术实现步骤摘要】
超临界二氧化碳再压缩循环发电系统
本申请涉及发电
，尤其是涉及一种超临界二氧化碳再压缩循环发电系统。
技术介绍
目前，超临界二氧化碳布雷顿循环作为一种前沿的发电技术，在火电、核电、船舰动力以及太阳能发电等领域具有广阔的工程应用前景，但以超临界二氧化碳为工质的发电系统设计中主要存在以下关键问题：由于闭式循环的缘故，旋转机械的流量、转速、压力通常存在耦合关系，因此很难调节单个部件的运行状态，增加了系统变工况下各旋转部件匹配运行的复杂性，即现有的超临界二氧化碳布雷顿循环系统无法快速针对负荷变化的工况进行自我调整。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种超临界二氧化碳再压缩循环发电系统，在一定程度上解决了现有技术中存在的超临界二氧化碳布雷顿循环系统无法快速针对负荷变化的工况进行自我调整的技术问题。本申请提供了一种超临界二氧化碳再压缩循环发电系统，包括：换热路径、第一压缩路径、第二压缩路径、吸热路径、做功输出路径以及回热路径；其中，所述换热路径包括第一热交换路径和第二热交换路径；所述第一压缩路径与所述第二压缩路径并联设置并形成有同一输入端，且所述第一压缩路径经由所述回热路径与所述第二压缩路径相汇合并形成有同一输出端；所述第一热交换路径的输出端与所述同一输入端相连通，所述同一输出端与所述第二热交换路径的输入端相连通；所述第二热交换路径的输出端、所述吸热路径以及所述做功输出路径的输入端顺次相连通；所述做功输出路径的输出端与所述第一热交换路径的输入端相连通；所述做功输出路径设置有透平，所述透平的出口端与所述换热路径之间形成有流通旁路，且所述流通旁路设置有透平旁路阀。在上述技术方案中，进一步地，所述吸热路径设置有加热器，所述加热器的出口端与所述透平的进口端之间设置有透平节流阀。在上述任一技术方案中，进一步地，所述换热路径、所述第一压缩路径、所述第二压缩路径、所述吸热路径、所述做功输出路径以及所述回热路径中的任意一者通过补充调节阀连通于外界气源。在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一压缩路径通过所述补充调节阀连通于所述外界气源。在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一压缩路径设置有主压缩机，在所述主压缩机的进口端与出口端之间并联有第一防喘控制阀。在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一压缩路径设置有冷却器，且沿着介质的流通方向，所述冷却器设置于所述主压缩机的上游；在所述冷却器的入口端以及所述主压缩机的出口端并联设置有流量调节装置。在上述任一技术方案中，进一步地，所述流量调节装置包括顺次相连通的进口调节阀、储存设备以及出口调节阀，且所述进口调节阀还与所述主压缩机的出口端相连通，所述出口调节阀还与所述冷却器的入口端相连通。在上述任一技术方案中，进一步地，所述第二压缩路径设置有分流调节阀以及再压缩机，且沿着介质的流通方向，所述分流调节阀设置于所述再压缩机的上游；在所述再压缩机的进口端与出口端之间并联有第二防喘控制阀。在上述任一技术方案中，进一步地，所述换热路径设置有高温回热器以及低温回热器；其中，所述高温回热器的低压输入端与所述透平的输出端相连通，所述高温回热器的低压输出端与所述低温回热器的低压输入端相连通，所述低温回热器的低压输出端与所述第一压缩路径以及所述第二压缩路径所共有的同一输入端相连通，以形成所述第一热交换路径；所述第一压缩路径以及所述第二压缩路径所共有的同一输出端与所述高温回热器的高压输入端相连通，以形成所述第二热交换路径；在所述高温回热器的进口端与出口端之间并联有高温回热器旁路调节阀。在上述任一技术方案中，进一步地，所述透平所采用的密封结构为迷宫密封、碳环密封以及干气密封中的任意一种。本申请还提供了一种运行方法，应用于上述任一技术方案所述的超临界二氧化碳再压缩循环发电系统，包括如下步骤：当所述超临界二氧化碳再压缩循环发电系统降低负荷运行时，各旋转部件转速不变，打开所述透平旁路阀并逐渐关小所述透平节流阀的阀口，使得一部分工质通过所述流通旁路流至所述透平的出口端并与其排气混合；当所述超临界二氧化碳再压缩循环发电系统升高负荷运行时，各旋转部件转速不变，关闭所述透平旁路阀并逐渐开大所述透平节流阀的阀口，使得工质不再经过所述流通旁路而直接流经所述透平，从而完成变工况控制。与现有技术相比，本申请的有益效果为：本申请提供的超临界二氧化碳再压缩循环发电系统中，当变负荷时可以通过流通旁路控制进入透平内的流量实现功率变化，匹配实际发电需要，使得本系统的适用范围更广，此外，减小了变工况下系统各旋转部件匹配运行的复杂性，进而也降低了各旋转部件的故障率。本申请提供的运行方法，应用于上述所述的超临界二氧化碳再压缩循环发电系统，因而，能够针对变负荷做出相应的调整，匹配实际发电需要，使得本系统的适用范围更广，此外，减小了变工况下系统各旋转部件匹配运行的复杂性，进而也降低了各旋转部件的故障率。附图说明为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，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超临界二氧化碳再压缩循环发电系统的结构示意图。附图标记：1-加热器，2-透平，3-透平节流阀，4-透平旁路阀，5-主压缩机，6-第一防喘控制阀，7-进口调节阀，8-出口调节阀，9-储存设备，10-冷却器，11-冷却器旁路阀，12-补充调节阀，13-分流调节阀，14-第二防喘控制阀，15-发电机，16-离合器，17-高速电机，18-再压缩机，19-齿轮箱，20-低温回热器，21-高温回热器，22-高温回热器旁路调节阀，23-外界气源，100-第一热交换路径，200-第二热交换路径，300-回热路径，400-第一压缩路径，500-第二压缩路径，600-做功输出路径，700-吸热路径，800-同一输入端，900-同一输出端。具体实施方式下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和显示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超临界二氧化碳再压缩循环发电系统，其特征在于，包括：换热路径、第一压缩路径、第二压缩路径、吸热路径、做功输出路径以及回热路径；其中，所述换热路径包括第一热交换路径和第二热交换路径；所述第一压缩路径与所述第二压缩路径并联设置并形成有同一输入端，且所述第一压缩路径经由所述回热路径与所述第二压缩路径相汇合并形成有同一输出端；/n所述第一热交换路径的输出端与所述同一输入端相连通，所述同一输出端与所述第二热交换路径的输入端相连通；所述第二热交换路径的输出端、所述吸热路径以及所述做功输出路径的输入端顺次相连通；所述做功输出路径的输出端与所述第一热交换路径的输入端相连通；/n所述做功输出路径设置有透平，所述透平的出口端与所述换热路径之间形成有流通旁路，且所述流通旁路设置有透平旁路阀。/n

【技术特征摘要】
1.一种超临界二氧化碳再压缩循环发电系统，其特征在于，包括：换热路径、第一压缩路径、第二压缩路径、吸热路径、做功输出路径以及回热路径；其中，所述换热路径包括第一热交换路径和第二热交换路径；所述第一压缩路径与所述第二压缩路径并联设置并形成有同一输入端，且所述第一压缩路径经由所述回热路径与所述第二压缩路径相汇合并形成有同一输出端；
所述第一热交换路径的输出端与所述同一输入端相连通，所述同一输出端与所述第二热交换路径的输入端相连通；所述第二热交换路径的输出端、所述吸热路径以及所述做功输出路径的输入端顺次相连通；所述做功输出路径的输出端与所述第一热交换路径的输入端相连通；
所述做功输出路径设置有透平，所述透平的出口端与所述换热路径之间形成有流通旁路，且所述流通旁路设置有透平旁路阀。


2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳再压缩循环发电系统，其特征在于，所述吸热路径设置有加热器，所述加热器的出口端与所述透平的进口端之间设置有透平节流阀。


3.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳再压缩循环发电系统，其特征在于，所述换热路径、所述第一压缩路径、所述第二压缩路径、所述吸热路径、所述做功输出路径以及所述回热路径中的任意一者通过补充调节阀连通于外界气源。


4.根据权利要求3所述的超临界二氧化碳再压缩循环发电系统，其特征在于，所述第一压缩路径通过所述补充调节阀连通于所述外界气源。


5.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳再压缩循环发电系统，其特征在于，所述第一压缩路径设置有主压缩机，在所述主压缩机的进口端与出口端之间并联有第一防喘控制阀。


6.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高骥，丁旭东，张军辉，刘象拯，马晓飞，杨雄民，毛汉忠，孔建强，谢永慧，
申请(专利权)人：杭州汽轮机股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33