[发明专利]一种天然气压力能及冷能联合回收系统及方法

权利要求书

1.一种天然气压力能及冷能联合回收系统，其特征在于，包括天然气压力能回收子系统(100)、超临界CO₂发电子系统(200)和燃气轮机发电循环子系统(300)：

所述天然气压力能回收子系统(100)将第一天然气进行多级膨胀，对外发电，并向系统外输出压力降低后的第二天然气；经所述天然气压力能回收子系统(100)膨胀后的天然气所需的吸热量来自所述超临界CO₂发电子系统(200)的放热量；

所述超临界CO₂发电子系统(200)向经所述天然气压力能回收子系统(100)膨胀后的天然气放热，同时从所述燃气轮机发电循环子系统(300)的排烟吸热，通过超临界CO₂工质闭式循环发电；

所述燃气轮机发电循环子系统(300)以所述天然气压力能回收子系统输出的部分第二天然气为燃料，并通过排烟向所述超临界CO₂发电子系统(200)放热，进行燃气轮机发电。

2.根据权利要求1所述的天然气压力能及冷能联合回收系统，其特征在于：

所述天然气压力能回收子系统(100)包括高压涡轮膨胀机(1)、第一发电机(2)、高压换热器(3)、中压涡轮膨胀机(4)、中压换热器(5)、低压涡轮膨胀机(6)、第二发电机(7)及低压换热器(8)；

所述高压涡轮膨胀机(1)的入口端引入所述第一天然气；所述高压涡轮膨胀机(1)的出口端、高压换热器(3)的吸热侧、中压涡轮膨胀机(4)、中压换热器(5)的吸热侧、低压涡轮膨胀机(6)和低压换热器(8)的吸热侧入口端依次通过管道连接；所述低压换热器(8)的吸热侧出口端输出第二天然气；

所述第一发电机(2)与高压涡轮膨胀机(1)同轴；所述第二发电机(7)与中压涡轮膨胀机(4)和低压涡轮膨胀机(6)同轴；

经所述天然气压力能回收子系统(100)膨胀后的天然气从所述高压换热器(3)的吸热侧、所述中压换热器(5)的吸热侧和所述低压换热器(8)的吸热侧依次吸收来自所述超临界CO₂发电子系统(200)的放热量。

3.根据权利要求1所述的天然气压力能及冷能联合回收系统，其特征在于：

所述超临界CO₂发电子系统(200)包括高压换热器(3)、中压换热器(5)、低压换热器(8)、CO₂发电机(9)、调节阀(10)、CO₂膨胀机(11)、CO₂压缩机(12)、烟气-超临界CO₂换热器(13)；

所述CO₂压缩机(12)的出口端、烟气-超临界CO₂换热器(13)的吸热侧、CO₂膨胀机(11)、高压换热器(3)的放热侧、中压换热器(5)的放热侧、低压换热器(8)的放热侧入口端依次通过管道连接，并且所述低压换热器(8)的放热侧的出口端与所述CO₂压缩机(12)的入口端通过管道连接，构成超临界CO₂闭式循环；

所述CO₂发电机(9)与CO₂膨胀机(11)和CO₂压缩机(12)同轴；所述调节阀(10)通过管道布置在CO₂膨胀机(11)的出口端和高压换热器(3)的入口端之间；所述调节阀(10)用于调节进入高压换热器(3)的放热侧的超临界CO₂的流量；

所述超临界CO₂发电子系统(200)通过所述高压换热器(3)的放热侧、中压换热器(5)的放热侧、低压换热器(8)的放热侧依次向经所述天然气压力能回收子系统(100)膨胀后的天然气释放热量；

同时，所述超临界CO₂发电子系统(200)通过所述烟气-超临界CO₂换热器(13)的吸热侧从所述燃气轮机发电循环子系统(300)的排烟吸热。