[发明专利]超临界CO2布雷顿循环燃煤发电系统工质及烟气的工作流程

摘要

本发明公开了属于高效发电设备领域的一种超临界CO₂布雷顿循环燃煤发电系统工质及烟气的工作流程，本系统中超临界CO₂工质在锅炉中的流动采用分流的配置方式；尾部空预器采用双级布置的形式；循环引入再热及中间冷却的布置形式；循环从高压压缩机出口分流工质进入烟气冷却器吸热后汇入低温回热器高压侧出口。通过在锅炉中工质分流配置能够降低锅炉压降，通过空预器双级布置能够使二次风达到预设值，通过烟气冷却器配合空预器布置解决尾部烟气余热吸收难题。本发明解决超临界CO₂布雷顿循环与燃煤火力发电耦合的诸多关键问题，且系统布置简单、运行参数稳定、热力系统及锅炉效率较高。

主权项

1.一种超临界CO₂布雷顿循环燃煤发电系统工质的工作流程，燃煤火力发电系统中第一冷却壁(1)工质管道的出口与第一过热器(5)工质管道的入口相连，第二冷却壁(2)工质管道的出口和第二过热器(6)工质管道的入口相连，第一过热器(5)工质管道的出口和第二过热器(6)工质管道的出口都与第一透平(15)的工质管道的入口相连，第一透平(15)的工质管道的出口与再热布置系统(200)工质管道的入口相连，再热布置系统(200)工质管道的出口、高温回热器(18)低压侧的入出口、低温回热器(19)低压侧的入口顺序依次相连，低温回热器(19)低压侧的出口分别与压缩系统(400)的入口和辅助压缩机分流阀门(25)相连，辅助压缩机分流阀门(25)和辅助压缩机(20)的入口相连，压缩系统(400)的出口分别与低温回热器(19)高压侧的入口和烟气冷却器分流阀门(26)相连，烟气冷却器分流阀门(26)与烟气冷却器(13)工质管道的入口相连，辅助压缩机(20)的出口、低温回热器(19)高压侧的出口和烟气冷却器(13)工质管道的出口全都连接至高温回热器(18)高压侧的入口，高温回热器(18)高压侧的出口分别与冷却壁分流阀门(27)和省煤器(11)工质管道的入口相连，省煤器(11)工质管道的出口与第二冷却壁(2)工质管道的入口相连，冷却壁分流阀门(27)与第一冷却壁(1)工质管道的入口相连；所述再热布置系统(200)为单级再热布置或双级再热布置，当所述再热布置系统(200)为单级再热布置时，包括：第三冷却壁(3)、第一再热器(10)、第三再热器(7)、第二透平(16)和第一再热器分流阀门(28)，其中再热布置系统(200)工质管道的入口分别与第三冷却壁(3)工质管道的入口和第一再热器分流阀门(28)相连，第一再热器分流阀门(28)、第一再热器(10)工质管道的入出口、第三再热器(7)工质管道的入口依次顺序连接，第三冷却壁(3)工质管道的出口和第三再热器(7)工质管道的出口汇合与第二透平(16)的入口相连，第二透平(16)的出口为再热布置系统(200)工质管道的出口；当所述再热布置系统(200)为双级再热布置时，包括：第三冷却壁(3)、第四冷却壁(4)、第三再热器(7)、第四再热器(8)、第二再热器(9)、第一再热器(10)、第二透平(16)和第三透平(17)、第一再热器分流阀门(28)和第二再热器分流阀门(29)；其中再热布置系统(200)工质管道的入口分别与第三冷却壁(3)工质管道的入口和第一再热器分流阀门(28)相连，第一再热器分流阀门(28)、第一再热器(10)工质管道的入出口、第三再热器(7)工质管道的入口依次顺序连接，第三冷却壁(3)工质管道的出口与第三再热器(7)工质管道的出口汇合并与第二透平(16)的入口相连，第二透平(16)的出口分别与第四冷却壁(4)工质管道的入口和第二再热器分流阀门(29)相连；第二再热器分流阀门(29)、第二再热器(9)工质管道的入出口、第四再热器(8)工质管道的入口依次顺序连接，第四冷却壁(4)工质管道的出口与第四再热器(8)工质管道的出口汇合与第三透平(17)的入口相连，第三透平(17)的出口为再热布置系统(200)工质管道的出口；压缩系统(400)使得工质在锅炉入口处的温度和质量流量进一步降低，包括：冷却器(21)、第一压缩机(22)、中间冷却器(23)和第二压缩机(24)，其中冷却器(21)的入口为压缩系统(400)的入口，冷却器(21)的出口、第一压缩机(22)、中间冷却器(23)和第二压缩机(24)的入口依次首尾相连，第二压缩机(24)的出口为压缩系统(400)的出口；此时中间冷却器(23)能够减小第一压缩机(22)和第二压缩机(24)的耗功；其特征在于，工质的工作流程包括如下步骤：步骤1、高温回热器高压侧出口的工质在进入锅炉前分流，其中一路经过第一冷却壁分流阀门(27)进入第一冷却壁(1)，随后进入第一过热器(5)，另一路进入省煤器(11)，随后该路工质经省煤器(11)进入第二冷却壁(2)，之后进入第二过热器(6)，最后两路工质汇合进入第一透平(15)做功；步骤2、工质由第一透平(15)的工质出口排出后进入再热布置系统(200)工质管道的入口；工质经过再热布置系统(200)进行加热后，从再热布置系统(200)工质管道的出口排出；步骤3、工质由再热布置系统(200)工质管道的出口排出后，进入高温回热器(18)低压侧将热量传递给高压侧，随后进入低温回热器(19)低压侧将热量传递给高压侧；工质在低温回热器(19)低压侧出口分流，一部分经过辅助压缩机分流阀门(25)进入辅助压缩机(20)经压缩后汇入低温回热器(19)高压侧出口；另一部分工质进入压缩系统(400)的入口，随后升压并向环境排热；步骤4、由压缩系统(400)出口排出的工质再次进行分流，其中一部分分流的工质进入低温回热器(19)高压侧入口，其中另一部分经过烟气冷却器分流阀门(26)进入烟气冷却器(13)吸收锅炉尾部烟气余热；进入低温回热器(19)高压侧的工质在回热器中与低压侧高温工质换热，在出口处与辅助压缩机(20)出口工质以及烟气冷却器(13)出口的工质汇流，共同进入高温回热器(18)高压侧，进入高温回热器的工质与低压侧的工质换热，随后高温回热器(18)高压侧出口的工质在进入锅炉前分流。