一种超临界二氧化碳分流再压缩循环发电系统及调节方法技术方案

本发明专利技术公开一种超临界二氧化碳分流再压缩循环发电系统及调节方法，系统启动阶段：启动电机为主压缩机提供动力，拖动透平处于静止或低转速状态，拖动透平转速低于启动电机，第二超越离合器啮合，第一超越离合器脱开；系统稳定运行阶段：拖动透平驱动再压缩机及主压缩机，第一超越离合器啮合，第二超越离合器脱开，启动电机退出运行，再压缩机及主压缩机转速相同。在启动阶段，启动电机仅驱动主压缩机转动，使得采用较小的电机选型功率及运行功耗，便能顺利完成系统的启动工作；同时在启动阶段完成后启动电机退出运行，不消耗其空载功率，有助于提高整个系统的运行效率。于提高整个系统的运行效率。于提高整个系统的运行效率。

【技术实现步骤摘要】
一种超临界二氧化碳分流再压缩循环发电系统及调节方法


[0001]本专利技术属于超临界二氧化碳循环发电
，具体涉及一种超临界二氧化碳分流再压缩循环发电系统及调节方法。

技术介绍

[0002]对于目前的超临界二氧化碳循环发电循环系统而言，分流再压缩循环系统具有较高的循环效率，该系统需要同时设置主压缩机及再压缩机，若主、再压缩机采用拖动透平驱动，便能进一步提高系统循环效率和降低厂用电率，但由此也会带来拖动透平、主压缩机及再压缩机的布置、启动及快速升负荷问题，如：
[0003]1)主、再压缩机均由拖动透平驱动，系统启动阶段工质温度压力参数无法满足拖动透平的出力需求。
[0004]2)当系统需要快速升负荷时，拖动透平受限于工质温度、压力参数无法快速提升功率，无法完成系统的快速升负荷过程。
[0005]3)主压缩机及再压缩机由拖动透平驱动，三者同转速运行，但在不同工况下需要调节主、再压缩机的流量分配，在两者转速同步的情况下，无法实现对主、再压缩机进行流量分配调节。
[0006]针对目前的超临界二氧化碳分流再压缩循环发电系统，其普遍存在以上启动、调节及快速升负荷等问题。

技术实现思路

[0007]为了克服以上技术问题，本专利技术的目的是提供一种超临界二氧化碳分流再压缩循环发电系统及调节方法，能够解决目前超临界二氧化碳循环再压缩发电系统中拖动透平、主压缩机及再压缩机的布置、启动、调节及快速升负荷问题。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0009]一种超临界二氧化碳分流再压缩循环发电系统，包括发电机、发电透平、再压缩机、拖动透平、主压缩机、启动电机、主加热器、高温回热器、低温回热器以及预冷器；
[0010]其中，发电透平与拖动透平出口与高温回热器的热侧入口相连，高温回热器热侧出口与低温回热器热侧入口相连，低温回热器热侧出口与预冷器热侧入口及再压缩机入口相连，预冷器热侧出口与主压缩机入口相连，主压缩机出口与低温回热器冷侧入口相连，低温回热器冷侧出口与再压缩机出口均与高温回热器冷侧入口相连，高温回热器冷侧出口与主加热器的冷侧入口相连，主加热器的冷侧出口与发电透平与拖动透平的入口相连；发电透平与发电机相连。
[0011]进一步的，主压缩机一端与拖动透平通过第一超越离合器连接。
[0012]进一步的，主压缩机另一端与启动电机通过第二超越离合器连接。
[0013]进一步的，启动电机配置有变频器。
[0014]进一步的，再压缩机及主压缩机入口均设置有轴向布置的伞状入口导叶。
[0015]一种基于如上所述的系统的调节方法，包括以下步骤：
[0016]系统启动阶段：启动电机为主压缩机提供动力，拖动透平处于静止或低转速状态，拖动透平转速低于启动电机，启动电机驱动主压缩机转动，第二超越离合器啮合，第一超越离合器脱开；
[0017]系统稳定运行阶段：拖动透平驱动再压缩机及主压缩机，第一超越离合器啮合，第二超越离合器脱开，启动电机退出运行，再压缩机及主压缩机转速相同；
[0018]系统快速升负荷阶段：启动电机启动，并升速直至达到或超过拖动透平转速，第二超越离合器啮合，第一超越离合器脱开，启动电机驱动主压缩机，拖动透平驱动再压缩机，通过调节主透平及拖动透平入口调门开度，增加主透平的输出功率及调节拖动透平的转速。
[0019]进一步的，当拖动透平转速高于主压缩机时，第一超越离合器啮合，当拖动透平转速低于主压缩机时，第一超越离合器脱开；当启动电机转速高于主压缩机时，第二超越离合器啮合，当启动电机转速低于主压缩机时，第二超越离合器脱开。
[0020]进一步的，当系统启动阶段完成后，拖动透平转速升高直至大于启动电机转速；或当系统快速升负荷阶段完成后，启动电机降低转速直至小于拖动透平转速；第一超越离合器啮合，第二超越离合器脱开，拖动透平驱动主压缩机与再压缩机，启动电机降低转速至0r/min并退出运行。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0022]本专利技术通过设置启动电机，使系统在启动阶段，启动电机仅驱动主压缩机转动，使得采用较小的电机选型功率及运行功耗，便能顺利完成系统的启动工作；同时在启动阶段完成后启动电机退出运行，不消耗其空载功率，有助于提高整个系统的运行效率。
[0023]进一步的，针对系统的快速升负荷问题，启动电机、变频器与第一超越离合器、第二超越离合器的布置方式能够在快速升负荷阶段迅速提高系统压力，顺利实现系统的快速升负荷功能；
[0024]进一步的，通过在主、再压缩机入口设置轴向布置的伞状入口导叶，变转速运行配合入口导叶调节，能够保证主、再压缩机同速转动的情况下，顺利调节两者的流量配比，解决了主、再压缩机同转速运行时流量分配调节问题。
[0025]本专利技术在启动阶段，通过启动电机进行启动，然后退出系统，不消耗空载功率。在稳定运行阶段，再压缩机及主压缩机转速相同，为适应不同工况，可以通过入口导叶调整主、再压缩机流量分配比例，来适应工况的变化并保证系统的高效运行。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的系统流程图。
[0027]图中，1为发电机，2为发电透平，3为再压缩机，4为拖动透平，5为第一超越离合器，6为主压缩机，7为第二超越离合器，8为启动电机，9为主加热器，10为高温回热器，11为低温回热器，12为预冷器。
具体实施方式
[0028]下面结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0029]如图1所示，一种超临界二氧化碳分流再压缩循环发电系统，包括发电机1、发电透平2、再压缩机3、拖动透平4、第一超越离合器5、主压缩机6、第二超越离合器7、启动电机8、主加热器9、高温回热器10、低温回热器11以及预冷器12。
[0030]其中，所述发电透平2与拖动透平4出口与高温回热器10的热侧入口相连，高温回热器10热侧出口与低温回热器11热侧入口相连，低温回热器11热侧出口与预冷器12热侧入口及再压缩机3入口相连，预冷器12热侧出口与主压缩机6入口相连，主压缩机6出口与低温回热器11冷侧入口相连，低温回热器11冷侧出口与再压缩机3出口均与高温回热器10冷侧入口相连，高温回热器10冷侧出口与主加热器9的冷侧入口相连，主加热器9的冷侧出口与发电透平2与拖动透平4的入口相连。
[0031]发电透平2与发电机1通过转轴相连，再压缩机3、拖动透平4与主压缩机6同轴布置。
[0032]主压缩机6一端与拖动透平4通过第一超越离合器5连接，主压缩机6另一端与启动电机8通过第二超越离合器7连接。
[0033]工质循环过程中，发电透平2与拖动透平4出口接入高温回热器10的热侧入口，高温回热器10热侧出口接入低温回热器11热侧入口，低温回热器11热侧出口接入预冷器12热侧入口及再压缩机3入口，预冷器12热侧出口接入主压缩机6入口，主压缩机6出口接入低温回热器11冷侧入口，低温回热器11冷侧出口与再压缩机3出口共同接入高温回本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超临界二氧化碳分流再压缩循环发电系统，其特征在于，包括发电机(1)、发电透平(2)、再压缩机(3)、拖动透平(4)、主压缩机(6)、启动电机(8)、主加热器(9)、高温回热器(10)、低温回热器(11)以及预冷器(12)；其中，发电透平(2)与拖动透平(4)出口与高温回热器(10)的热侧入口相连，高温回热器(10)热侧出口与低温回热器(11)热侧入口相连，低温回热器(11)热侧出口与预冷器(12)热侧入口及再压缩机(3)入口相连，预冷器(12)热侧出口与主压缩机(6)入口相连，主压缩机(6)出口与低温回热器(11)冷侧入口相连，低温回热器(11)冷侧出口与再压缩机(3)出口均与高温回热器(10)冷侧入口相连，高温回热器(10)冷侧出口与主加热器(9)的冷侧入口相连，主加热器(9)的冷侧出口与发电透平(2)与拖动透平(4)的入口相连；发电透平(2)与发电机(1)相连。2.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳分流再压缩循环发电系统，其特征在于，主压缩机(6)一端与拖动透平(4)通过第一超越离合器(5)连接。3.根据权利要求2所述的一种超临界二氧化碳分流再压缩循环发电系统，其特征在于，主压缩机(6)另一端与启动电机(8)通过第二超越离合器(7)连接。4.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳分流再压缩循环发电系统，其特征在于，启动电机(8)配置有变频器。5.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳分流再压缩循环发电系统，其特征在于，再压缩机(3)及主压缩机(6)入口均设置有轴向布置的伞状入口导叶。6.一种基于权利要求3所述的系统的调节方法，其特征在于，包括以下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凯伦，
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：