[实用新型]一种带双压超临界二氧化碳余热锅炉的联合循环发电系统

说明书

本实用新型公开了一种带双压超临界二氧化碳余热锅炉的联合循环发电系统，包括顶层燃气轮机循环系统及底层超临界二氧化碳布雷顿循环系统，其中，所述底层超临界二氧化碳布雷顿循环系统包括超临界二氧化碳余热锅炉、回热器、高压加热器、高压透平、低压透平、低压压缩机、高压压缩机、第一发电机及第二发电机，该发电系统能够实现超临界二氧化碳余热锅炉能量的梯级利用，同时底层循环效率较高，系统整体发电效率较高。

技术领域

本实用新型属于联合循环发电领域，涉及一种带双压超临界二氧化碳余热锅炉的联合循环发电系统。

背景技术

燃气轮机具有启动方便快捷、运行灵活、变负荷相应快的特点以及占地少、效率高、污染小、建设工期短等优点，在最近几年来迅速发展，已经成为提供清洁、可靠、高质量发电及冷热电联供的最佳方式。但是，燃气轮机排烟温度高，一般为450～600℃，如果直接排放到大气当中，不仅造成能量的损失，使得燃机的热利用率低，还会污染环境。目前，燃气轮机单循环热效率一般为20％～42％。

燃气轮机余热利用的方法大致可以分为以下几类：1.燃气蒸汽联合循环发电。其特点是采用两个不同工质、不同参数、独立的动力循环，整体发电效率高，目前大多数重型燃机均采用燃气蒸汽联合循环。2.蒸汽回注式燃气轮机余热利用。其特点是利用简单循环燃气轮机的排气余热产生过热蒸汽，将此过热蒸汽回注入该燃气轮机，与以空气为代表的第一种工质共同参与循环做功。设备小，投资低。多用于航空母舰新型推进动力的主动力装置等。3.燃气轮机内环水余热加热进气。其特点是回收各种设备的冷却水的低温废热，预热燃气，提高效率。投资较小，效率提升一般。目前应用较少。4.导热油回收燃机余热。其特点是用于天然气深冷初加工系统，通过烟气余热加热稳前原油，节能效果明显。适用范围限制较大。多用于油气田。5.燃气轮机余热制冷进气。余热制冷进气的回热燃气轮机是一种由吸收式制冷机和回热式燃气轮机组合而成的联合动力装置。节能效果明显，但是简单循环燃气轮机改装成回热燃气轮机技术上的实际困难，且对吸收式制冷机性能要求高。理论上可用于多数燃机，但是实施技术难度大。

由此可见，联合循环发电必将是未来高效发电的一种重要形式。但是，现有的燃气蒸汽联合循环中，单压余热锅炉排烟温度约为160～200℃，双压余热锅炉排烟温度约为100～130℃，三压余热锅炉排烟温度约为80～90℃。对于几乎不含硫的天然气，其烟气露点温度约为43～53℃，排烟温度原则上只要高于露点10℃即可避免排烟段受热面的低温腐蚀。因此，仍然有较大的余热利用空间。

此外，基于蒸汽朗肯循环的底层循环效率偏低，是否可以采用更为先进的动力循环作为底层循环，进一步提高联合循环的效率，也成为国内外研究者关心的问题。

相比于蒸汽朗肯循环，超临界二氧化碳循环有着临界点适中、循环效率高等特点。其用作底层循环时，可进一步提升联合循环发电效率。然而经调研，目前国内外关于燃气超临界二氧化碳联合循环的研究刚刚起步，更是鲜有涉及超临界二氧化碳余热锅炉能量梯级利用的研究。因此，还需要大量的原创性工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种带双压超临界二氧化碳余热锅炉的联合循环发电系统，该发电系统能够实现超临界二氧化碳余热锅炉能量的梯级利用，同时底层循环效率较高，系统整体发电效率较高。

为达到上述目的，本实用新型所述的带双压超临界二氧化碳余热锅炉的联合循环发电系统包括顶层燃气轮机循环系统及底层超临界二氧化碳布雷顿循环系统，其中，所述底层超临界二氧化碳布雷顿循环系统包括超临界二氧化碳余热锅炉、回热器、高压加热器、高压透平、低压透平、低压压缩机、高压压缩机、第一发电机及第二发电机；