[发明专利]一种热量综合利用的联合系统

说明书

本发明公开了一种热量综合利用的联合系统，属于火力发电技术领域。本发明的一种热量综合利用的联合系统，包括具有回热系统的汽轮机发电机组和二氧化碳透平；汽轮机发电机组的回热系统中设有用于加热二氧化碳的二氧化碳加热装置，被二氧化碳加热装置加热后的二氧化碳进入二氧化碳透平做功。采用本发明的一种热量综合利用的联合系统，采用了二氧化碳透平，并利用汽轮机发电机组的回热系统中的设备提供加热二氧化碳的热源，被加热后的二氧化碳进入二氧化碳透平做功;二氧化碳透平使用超临界二氧化碳布雷顿循环，或将燃煤发电厂的低品质余热进行利用，有效实现电厂热量的梯级利用；或将燃煤发电厂的高品质热量进行利用，提高整个电厂的循环效率。

技术领域

本发明涉及一种热量综合利用的联合系统，属于火力发电技术领域。

背景技术

传统的燃煤发电汽轮机的回热系统是在朗肯循环的基础上加入回热抽汽，提高了整个吸热过程的平均温度，使循环效率提高。为了提高循环效率，目前的燃煤发电机组不断向大功率、高参数发展，甚至是增加了再热次数，回热循环的效率已经被提到50%附近。为了进一步提高循环效率，汽轮机的回热循环还与燃气轮机结合起来，组成了燃气——蒸汽联合循环，循环效率目前已经达到60%。

在燃煤发电机组的回热循环里，汽轮机的进汽温度一般要超过400℃，现在的大型高参数机组进汽温度更是提高到615℃-630℃。燃气轮机的进汽温度更高，达1350℃-1600℃。二氧化碳的临界点较低，其临界点为30.98℃、7.378 MPa，可以使用31℃以上的热源。在电厂系统中，有废热、余热和不容易被利用的热量，本发明有效实现电厂热量的梯级利用。

有研究证明在温度超过450℃时，超临界二氧化碳布雷顿循环较蒸汽的朗肯循环有更高的效率，所以在温度高于450℃时，在传统的燃煤发电汽轮机的系统中再引入超临界二氧化碳发电系统是很有意义的。

本发明不同于其他热力循环系统，首次将超临界二氧化碳布雷顿循环引入燃煤机组的系统里，不管是加在汽轮机的回热循环中还是加在锅炉侧的余热利用中，均具有不小的经济价值。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种热量综合利用的联合系统，本发明采用了二氧化碳透平，并利用汽轮机发电机组的回热系统中的设备提供加热二氧化碳的热源，被加热后的二氧化碳进入二氧化碳透平做功。

本发明采用的技术方案如下：

一种热量综合利用的联合系统，包括具有回热系统的汽轮机发电机组和二氧化碳透平；汽轮机发电机组的回热系统中设有用于加热二氧化碳的二氧化碳加热装置，被二氧化碳加热装置加热后的二氧化碳进入二氧化碳透平做功。本发明采用了二氧化碳透平，并利用汽轮机发电机组的回热系统中的设备提供加热二氧化碳的热源，被加热后的二氧化碳进入二氧化碳透平做功。

本发明的一种热量综合利用的联合系统，所述汽轮机发电机组的回热系统包括锅炉、主汽轮机、由多个高压加热器串联组成的高压加热器组和由多个低压加热器串联组成的低压加热器组，所述主汽轮机的进汽来自锅炉、主汽轮机用于驱动第一发电机，高压加热器组的进汽通过管路来自主汽轮机、低压加热器组的进汽通过管路来自主汽轮机，所述高压加热器组与低压加热器组用于加热通向锅炉的水，高压加热器组靠近锅炉。

本发明对二氧化碳加热装置设计了可供选择的四种形式：

本发明的二氧化碳加热装置第一种形式：进一步的，所述高压加热器组与主汽轮机之间的管路上设有外置式蒸汽冷却器，所述外置式蒸汽冷却器作为二氧化碳加热装置，二氧化碳被外置式蒸汽冷却器加热后的通过管路进入二氧化碳透平做功。

本发明的二氧化碳加热装置第二种形式：进一步的，所述高压加热器组中的1个或多个高压加热器作为二氧化碳加热装置，作为二氧化碳加热装置的高压加热器的进气为二氧化碳，二氧化碳被该高压加热器加热后通过管路进入二氧化碳透平做功；所述高压加热器组中的其余高压加热器的进汽通过管路来自主汽轮机。