[实用新型]一种分流再压缩超临界二氧化碳热电联产系统

说明书

本实用新型公开了一种分流再压缩超临界二氧化碳热电联产系统，该系统包括采暖季主压缩机、非采暖季主压缩机、再压缩机、低温回热器、高温回热器、锅炉、高压透平、第一发电机、低压透平、第二发电机，预冷器和热网加热器；本实用新型以超临界二氧化碳循环为基础构建了高效灵活的热电联产系统，包含采暖季和非采暖季工艺流程，相比于常规超临界二氧化碳热电机组，该发电系统在采暖季和非采暖季均有较高的发电效率和能源利用效率；通过优化的采暖季和非采暖季的工艺流程，提高了热电机组的运行灵活性，且两种工艺流程在采暖季和非采暖季交替时容易转换。

技术领域

本实用新型属于热电联产领域，具体涉及一种分流再压缩超临界二氧化碳热电联产系统。

背景技术

热电联产是利用发电站同时产生电力和有用热量的一种技术。热电联产通过能量的梯级利用与用户需求的合理匹配，大幅提高了发电站的能源利用效率，是未来我国火力发电的一个重要发展方向。我国热电联产机组主要包含背压机组和抽凝机组两类。背压机组利用汽轮机排出的乏汽作为热源供热，没有冷源损失，效率高；但是其供热负荷确定后，供电负荷也随之确定，电负荷的调峰能力受热负荷限制严重，属于严格意义的“以热定电”。抽凝机组通过抽取汽轮机部分蒸汽进行供热，由于低压缸最小凝汽流量和锅炉最低不投油稳燃负荷的限制，抽凝机组虽然有一定的供电负荷调峰能力，但是其最低供电负荷通常也不低于50％，且机组的能源利用效率低于背压机组。

为了解决目前热电机组存在的问题，大致有两种途径：一种是在现有热电联产技术的技术上，进一步的优化和改进，提高其能源利用效率和灵活性，比如低压缸零出力技术等灵活性改造措施、溴化锂热泵辅助供暖等深度节能措施；另一条途径是从动力循环的热力学基础层面进行革命性创新，大幅提升机组发电效率、能源利用效率，彻底解决以蒸汽朗肯循环为动力循环的热电机组调峰能力不足的问题，比如采用超临界二氧化碳动力循环。

超临界二氧化碳动力循环是以超临界二氧化碳为工质的真实气体闭式布雷顿循环，整个循环工作在二氧化碳临界点(7.37MPa,31℃)以上，循环结构接近理论最优的广义卡诺循环，且随着发电参数的提高，发电效率的优势越明显。超临界二氧化碳动力循环在工质参数32MPa，620℃条件下，采用现有材料和污染物超低排放技术，发电效率可在300MW小容量等级机组突破50％，与未来700℃等级1000MW大容量超超临界蒸汽机组相当。另一方面，由于超临界二氧化碳循环采用了全流量的极限回热技术，可以实现热电以任意比例输出，真正实现热电完全解耦。

然而经调研，目前关于超临界二氧化碳循环的研究多集中在纯发电机组上，以提升机组发电效率为首要目的，涉及热电联产的研究相对较少。为数不多的超临界二氧化碳热电联产研究也基本上只涉及采暖季的系统工作流程。然而，对于热电机组而言，非采暖季的机组效率，采暖季和非采暖季之间的系统转换难易程度，均是热电机组需要考虑的重点问题。

因此，还需要大量的原创性工作：首先，以超临界二氧化碳循环为基础构建高效热电联产系统，并细化采暖季和非采暖季的工艺流程，保证该发电系统在采暖季和非采暖季均有较高的发电效率和能源利用效率；其次，优化采暖季和非采暖季的工艺流程，保证其运行灵活性，且使两种工艺流程容易转换。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种分流再压缩超临界二氧化碳热电联产系统，通过提出采暖季和非采暖季的工艺流程，保证该发电系统在采暖季和非采暖季均有较高的发电效率和能源利用效率，通过优化采暖季和非采暖季的工艺流程，保证其运行灵活性，且使两种工艺流程容易转换。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种分流再压缩超临界二氧化碳热电联产系统，其特征在于，包括采暖季主压缩机、非采暖季主压缩机、再压缩机、低温回热器、高温回热器、锅炉、高压透平、第一发电机、低压透平、第二发电机，预冷器和热网加热器；锅炉包括气冷壁、再热气冷壁、高温过热器、高温再热器、低温再热器、低温过热器、分流省煤器、SCR和空气预热器；所述系统中部件的连接关系如下：