[发明专利]防止低温腐蚀的超临界二氧化碳发电系统

说明书

本发明揭示了一种设有再循环泵而能够针对低温腐蚀提高可靠度的防止低温腐蚀的超临界二氧化碳发电系统，本发明利用再循环泵让低温侧外部热交换器所加热的工作流体的一部分和泵后端的低温工作流体混合，从而把工作流体的温度加热到废热气体的露点温度以上后供应给外部热交换器。因此，能减轻低温侧外部热交换器的低温腐蚀现象而增加外部热交换器的寿命、提高外部热交换器及超临界二氧化碳发电系统的可靠性。

技术领域

本发明揭示一种防止低温腐蚀的超临界二氧化碳发电系统，更详细地说，本发明揭示一种设有再循环泵而能够针对低温腐蚀提高可靠度的防止低温腐蚀的超临界二氧化碳发电系统。

背景技术

随着全世界对高效发电的需求逐渐增加，减少公害物质的活动也日益热烈，因此人们为了减少公害物质的发生并且提高发电量而做出了各种努力。作为其一个方案，人们热切地研究了把超临界二氧化碳作为工作流体使用的超临界二氧化碳发电系统(Powergeneration system using Supercritical CO2)。

超临界状态的二氧化碳的密度和液体状态相似而粘度则和气体相似，因此能够有效实现装备的小型化，还能大幅减少流体压缩及循环时所需要的电力消耗。与此同时，临界点为摄氏31.4度、72.8大气压，其相比于临界点为摄氏373.95度、217.7大气压的水低了很多，因此比较容易处理。

而且，超临界二氧化碳发电系统大部分采取的是用于发电的二氧化碳不排放到外部的闭路循环(closed cycle)，因此非常有利于各国减少公害物质的排放。

但现有的超临界二氧化碳发电系统的容量难以扩容到一定规模以上，因此只能供应所需电力的一部分而已。而且，煤炭火力发电需要解决的课题之一是既提高发电效率又减少公害物质的排放量。

如美国公开专利2014-0102098号所示，可以为了提高超临界二氧化碳发电系统的效率而设有能回收诸如火力发电厂锅炉所放排气的废热的外部热交换器后进一步加热工作流体。

一般来说，和废热气体进行热交换时，外部热交换器的低温侧工作流体的温度低于废热气体所含硫酸的露点的话，水分会在高温侧(废热气体流入的一侧)凝结。凝结的水滴贴附积累在外部热交换器的金属管时就成为造成腐蚀的原因。该腐蚀现象称为低温腐蚀(Cold-End Corrosion)。

低温腐蚀现象会缩短外部热交换器寿命而导致可靠性降低，与此同时，还能成为导致超临界二氧化碳发电系统可靠性降低的原因，因此需要开发出能够解决该问题的方法。

(专利文献1)美国公开专利第2014-0102098号(公开日期：2014.04.17)

发明内容

本发明的目的是提供一种防止低温腐蚀的超临界二氧化碳发电系统，其设有再循环泵而能够针对低温腐蚀提高可靠度。

本发明的一个实施样态揭示一种防止低温腐蚀的超临界二氧化碳发电系统，该超临界二氧化碳发电系统包括：泵，压缩工作流体；多个热交换器，接受外部热源所供应的热量后加热上述工作流体；多个涡轮机，被上述工作流体驱动；至少一个回热器，接受通过了上述泵的上述工作流体的一部分，让通过了上述涡轮机的上述工作流体与通过了上述泵的上述工作流体进行热交换，使得通过了上述涡轮机的上述工作流体被冷却而通过了上述泵的上述工作流体则被加热；冷凝器，把经过上述涡轮机并且在上述回热器初步冷却的上述工作流体加以冷却后供应给上述泵；经过了上述泵的上述工作流体的一部分分流到上述热交换器中的低温侧热交换器，上述工作流体的一部分从上述低温侧热交换器的排放端分流后和流经上述泵往上述低温侧热交换器的流入端供应的上述工作流体混合后被供应给上述低温侧热交换器。

还包括再循环泵，其安装在上述低温侧热交换器的排放端与上述低温侧热交换器的流入端之间，把从上述低温侧热交换器的排放端分流的上述工作流体予以再循环。