[发明专利]一种超临界二氧化碳再热燃煤发电多切圆锅炉系统

说明书

技术领域

本发明属于先进发电设备领域，具体涉及一种超临界二氧化碳再热燃煤发电多切圆锅炉系统。

背景技术

由于提高发电机组的效率、减少污染物的排放是一个永恒的话题，因此一些新概念动力系统得到关注。超临界二氧化碳的物理性质特殊，在相同的负荷要求下，以其作为工质的发电系统尺寸更小、结构更紧凑，可以节约占地面积、降低造价，同时由于其能量密度比水大，在现有钢材耐高温水平的情况下，以超临界二氧化碳为工质的锅炉系统效率更高。

在二氧化碳减排的背景下，随着二氧化碳捕集、利用研究的深入，将有助于以超临界二氧化碳为工质的发电系统的发展。检索相关专利发现，目前还没有把二氧化碳捕集、利用与以超临界二氧化碳为工质的发电系统相结合起来的案例，如专利201610038208.1一种煤基超临界二氧化碳布雷顿循环双分流高效发电系统、201510117556.3一种新型超临界二氧化碳燃煤锅炉。

在超临界二氧化碳二次再热燃煤发电锅炉系统实施过程中，有时会存在再热工质温度过热度不达标的问题。针对这一问题，现有技术中的解决办法如下：发明专利201610654055.3一种超临界二氧化碳锅炉辐射受热面布置方法，其在炉膛燃烧器下部布置再热工质辐射受热面、在燃烧器周围区域和上部区域布置主工质辐射受热面的方法，其不足之处在于：只能实现一次再热做功，无法二次再热做功，并且能量梯级利用率低，造成能量浪费；发明专利201510117556.3一种新型超临界二氧化碳燃煤锅炉，其为卧式炉结构且其在炉膛内布置三个级别的附壁辐射冷却受热面，其不足之处在于：一方面，三个级别的附壁辐射冷却受热面的比例和位置是一定的，其不能灵活适应不同负荷下炉膛内部的燃烧和传热情况，也不能在不同负荷下对一次再热工质和二次再热工质的过热度不足问题进行灵活调节，另一方面，卧式炉结构有其固有的缺陷，烟气气流水平流动而热气流会自发向上，所以在同一个断面上烟气温度上高下低，温度场实际分布与设计相差会较大，换热不好，受热面的利用效果不好，同时其必须使用更大功率的风机对烟气进行引流，能耗较高。因此现有技术中缺乏解决再热工质过热度不达标问题的有效手段。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种超临界二氧化碳再热燃煤发电多切圆锅炉系统，其能对一次再热工质、二次再热工质的加热程度进行灵活调节，以有效解决其过热度不达标的问题。

具体技术方案如下：

一种超临界二氧化碳再热燃煤发电多切圆锅炉系统，包括：炉膛和烟道，炉膛竖直设置，烟道的一端与炉膛的上部连通，具有这样的特征，炉膛的侧壁由冷却壁和再热壁组成，冷却壁位于再热壁下方，冷却壁的中部和下部区域设置有燃烧器，再热壁由一次再热壁和二次再热壁组成，一次再热壁和二次再热壁的离地高度相等或接近，烟道内沿烟气流动方向分级设置有过热器模块和再热器模块；

再热壁由前壁、后壁、左壁、右壁和设置于由前壁、后壁、左壁、右壁合围区域内的内壁组成，前壁、后壁、左壁、右壁和内壁的上下两端均各自设置有独立联箱，一次再热壁由前壁、后壁、左壁、右壁和内壁中的任意一个、两个或三个及相应的独立联箱组成。

上述的超临界二氧化碳再热燃煤发电多切圆锅炉系统，还具有这样的特征，一次再热壁由前壁、后壁和内壁及相应的独立联箱组成，二次再热壁由左壁和右壁及相应的独立联箱组成。

上述的超临界二氧化碳再热燃煤发电多切圆锅炉系统，还具有这样的特征，一次再热壁由前壁和左壁及相应的独立联箱组成，二次再热壁由后壁、右壁和内壁及相应的独立联箱组成。

上述的超临界二氧化碳再热燃煤发电多切圆锅炉系统，还具有这样的特征，一次再热壁由前壁、后壁和左壁及相应的独立联箱组成，二次再热壁由右壁和内壁及相应的独立联箱组成。

上述的超临界二氧化碳再热燃煤发电多切圆锅炉系统，还具有这样的特征，过热器模块包括沿烟气流动方向依次设置的屏式过热器、高温过热器和低温过热器，再热器模块包括沿烟气流动方向依次设置的高温再热器组和低温再热器组，高温再热器组包括并联设置的一次高温再热器和二次高温再热器，低温再热器组包括串联设置的一次低温再热器和二次低温再热器。

上述的超临界二氧化碳再热燃煤发电多切圆锅炉系统，还具有这样的特征，烟道由水平烟道和竖直烟道组成，水平烟道的两端分别与炉膛及竖直烟道的上端连通，水平烟道内设置有屏式过热器、高温过热器和高温再热器组，竖直烟道沿烟气流动方向依次设置有烟气挡板、省煤器和空气预热器，烟气挡板的一侧设置有低温过热器，烟气挡板的另一侧设置有低温再热器组。