[发明专利]具有纯氧燃烧器的发电厂

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效率的发电厂，更特别地，涉及一种装备有使用 纯氧燃烧来提高热效率的纯氧燃烧器的发电厂。

背景技术

根据相关技术，设计高效率发电厂已经进行了研究。多种达到高效 率的发电厂已经设计出来。其中，用于热电厂的兰金(Rankine)循环也 叫做蒸汽循环或汽循环并使用蒸汽作为工作流体。兰金循环通过以下各 部件实现，例如供给水泵(绝热压缩)、锅炉和过热器(等压加热)、 涡轮(绝热膨胀)和蒸汽冷凝器(等压散热)。

一直以来都在尝试将回热循环、再热循环等的原理应用于发电厂以 提高电厂的热效率。然而，即便当使用这种回热循环或再热循环时，并 不直接加热使用的蒸汽。因此，并不能完全提高热电厂的热效率。在传 统的发电系统中，当使用燃烧气体的热交换再热蒸汽时，排放的燃烧气 体的温度较高，且热损失较大。

同时，一直以来对设计连接有其他系统，如燃料电池的更高效的发 电厂也进行了许多尝试。

通常，燃料电池通过阳极和阴极中的电化学反应将化学能转换成电 能。在燃料电池中，反应物从外部连续供入并且反应产物连续地排出到 燃料电池系统的外部。

燃料电池使用多种燃料，例如矿物燃料、液体燃料和气体燃料。燃 料电池可根据其工作温度分成低于100℃的低温型燃料电池、约150-300 ℃的中温型燃料电池，和600℃或更高温度的高温型燃料电池。此外，根 据电解质燃料，电池可分成磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电 池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、高分子电解质燃料电池 (PEFC)等。

低温型PEFC主要用于运输或家用发电机，高温型MCFC或SOFC 主要用于大规模发电机。

另外使用燃料电池废气的常规方法已经设计出来了。换句话说， MCFC系统或PAFC系统中排出的高温气体用于冷却或加热等以更有效 地使用热量。然而，在另外使用燃料电池废气的常规方法中不容易额外 地发电。所以，为了更有效地使用热量，有必要发明一种新的系统以产 生更多的发电量。

当通过与来自燃料电池的废气的热交换来产生蒸汽并将蒸汽用于驱 动常规的汽轮机时，发电量的数值并不大。混合系统也可以通过汽轮机 连接到燃料电池上而形成。然而，由于一些技术问题，装配这种混合系 统非常困难。

常规燃料电池系统具有高效率。然而，需要研制具有其他引擎的混 合系统，因其具有超过竞争性技术的优势。

例如，当将这种燃料系统连接到汽轮机上时，能够获得更高的效率。 然而，难以重新设计常规燃料电池系统的内部，同时连接燃料电池和汽 轮机的操作非常复杂。

当来自燃料电池系统的高温排放气体被用作底部系统的供热源时， 能够增加总的发电效率。因此，对研制结合热电厂与燃料电池系统的高 效发电厂的需求越来越高。

同样，研制设计用来更高效增加热效率的发电厂是需要的。

此外，在各种通常的工业领域如发电厂、机动车辆、锅炉等中，作 为热源可燃烧许多矿物燃料，例如石油、煤等。因此，大量燃烧气体从 各种废气源中排出到大气中，使得大气中的二氧化碳(CO₂)含量逐渐增 加。

同样，由于所谓的温室效应，全球变暖变得严重，因此，迫切需要 研制一种降低不可避免地从使用矿物燃料等的发电厂散逸的CO₂的方 法。

相应的，需要研制一种用于达到高效率并用于减少发电厂中产生的 CO₂，并且使其不会散逸到大气中的系统。

发明内容

技术问题

本发明提供了一种发电厂，其具有纯氧燃烧器以改善热效率并从废 气中分离二氧化碳(CO₂)。

本发明也提供了一种具有纯氧燃烧器的发电厂，该发电厂更加经济 并且设计通过与其他系统连接来达到高效率。

技术方案

根据本发明的具有纯氧燃烧器的发电厂中，供入到汽轮机装置中的 蒸汽通过使用纯氧燃烧器直接加热，以便能达到更高的热效率。此外， 提供了附加的回收泵，以能从蒸汽冷凝器排放的废气中回收高浓度的二 氧化碳(CO₂)，并且通过与其他系统结合能够提供更经济、更高效的发 电厂。

有益效果

如上所述，本发明的具有纯氧燃烧器的发电厂具有如下优点：