[发明专利]超临界二氧化碳发电系统及运行方法

说明书

本发明提供一种超临界二氧化碳发电系统以及一种超临界二氧化碳发电系统的运行方法。本发明提供的超临界二氧化碳发电系统，包括：透平机旁路，所述透平机旁路的两端分别与热源的出口和高温回热器的热侧入口连接；压缩机旁路，所述压缩机旁路的两端分别与预冷器的热侧出口和低温回热器的冷侧入口连接。本发明提供的超临界二氧化碳发电系统，通过设置透平机旁路和压缩机旁路，可使主压缩机在发生跳车事故后超临界二氧化碳发电系统可以快速、安全地紧急停机，而不会发生高温侧管道爆管的事故。

技术领域

本发明涉及超临界二氧化碳发电技术领域，尤其涉及一种超临界二氧化碳发电系统及一种超临界二氧化碳发电系统的运行方法。

背景技术

超临界二氧化碳动力循环能量密度高、系统结构紧凑且循环效率高，是有望取代水工质朗肯循环的新型动力循环形式，具有广阔的应用前景。但是超临界二氧化碳发电系统采用闭式布雷顿循环，系统内各部件间具有强的耦合性，关键点参数的改变易对系统产生较大影响。

主压缩机作为系统内关键部件之一，其运行工况有较高的条件限制：若主压缩机进口温度和压力低于临界点，会出现跨临界运行的问题；若主压缩机的进、出口温度和压力过高，由于闭式循环的强耦合性，会使整体系统参数升高，对部件产生不利影响。由此可见，主压缩机是闭式循环中最薄弱的一点。

在超临界二氧化碳发电系统的运行控制中，当主压缩机进出口压力或温度超出限值或其他因素引发安保系统报警，触发主压缩机自带的保护跳车动作时，此时超临界二氧化碳发电系统处于最危急的情况。在主压缩机跳车的事故工况下，系统驱动力减小，循环流量降低，一旦控制系统不动作或动作过慢，将会直接造成高温侧管道爆管。所以在主压缩机跳车情况下如何安全、快速地使超临界二氧化碳发电系统停机具有重要意义。

发明内容

本发明提供一种超临界二氧化碳发电系统及一种超临界二氧化碳发电系统的运行方法，用以解决现有技术中在主压缩机发生跳车时，容易导致高温侧管道爆管的缺陷。

本发明提供一种超临界二氧化碳发电系统，包括：透平机旁路，所述透平机旁路的两端分别与热源的出口和高温回热器的热侧入口连接；压缩机旁路，所述压缩机旁路的两端分别与预冷器的热侧出口和低温回热器的冷侧入口连接。

根据本发明提供的一种超临界二氧化碳发电系统，所述透平机旁路包括：第一管路，所述第一管路上设置有第一阀门，所述第一管路的两端分别与所述热源的出口和所述高温回热器的热侧入口连接。

根据本发明提供的一种超临界二氧化碳发电系统，所述压缩机旁路包括：备用压缩机；第二管路，所述第二管路上设置有第二阀门，所述第二管路的两端分别与所述预冷器的热侧出口和所述备用压缩机的入口连接；第三管路，所述第三管路上设置有第三阀门，所述第三管路的两端分别与所述备用压缩机的出口和所述低温回热器的冷侧入口连接。

根据本发明提供的一种超临界二氧化碳发电系统，还包括：所述热源、透平机、所述高温回热器、所述低温回热器、主压缩机、所述预冷器以及多个阀门；其中，所述热源的出口通过第四阀门与所述透平机的入口连接，所述透平机的出口与所述高温回热器的热侧入口连接，所述高温回热器的热侧出口与所述低温回热器的热侧入口连接，所述低温回热器的热侧出口与所述预冷器的入口连接，所述预冷器的出口通过第五阀门与所述主压缩机的入口连接，所述主压缩机的出口与所述低温回热器的冷侧入口连接，所述低温回热器的冷侧出口与所述高温回热器的冷侧入口连接，所述高温回热器的冷侧出口与所述热源连接。

根据本发明提供的一种超临界二氧化碳发电系统，还包括：再压缩机，所述再压缩机的入口通过第六阀门与所述低温回热器的热侧出口连接，所述再压缩机的出口通过第七阀门与所述高温回热器的冷侧入口连接。