[发明专利]耦合溴化锂吸收式制冷的跨临界二氧化碳循环余热发电系统

说明书

本发明提供了一种耦合溴化锂吸收式制冷的跨临界二氧化碳循环余热发电系统，包括：发电循环系统，制冷系统和水吸收循环系统，所述发电循环由第一循环泵、蒸发器、透平和冷凝蒸发器组成；所述蒸发器上设置有第一进口、第一出口、第二进口和第二出口，所述冷凝蒸发器上设置有第三进口、第三出口、第四进口和第四出口，所述透平设置有蒸汽进口和乏汽出口；本发明将所述制冷系统和所述水吸收循环系统通过所述冷凝蒸发器与所述发电循环系统耦合在一起，优势互补，通过对余热进行梯级利用，显著降低工业能耗，有助于减少温室气体排放，大大提高了低温余热回收效率和发电效率。

技术领域

本发明涉及动力工程及工程热物理技术，特别涉及一种耦合溴化锂吸收式制冷的跨临界二氧化碳循环余热发电系统。

背景技术

余热是在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的废弃能源。据统计，各行业的余热总资源约占热能消耗总量的17％～67％，理论上可回收利用60％的余热。余热资源的形式千差万别，回收余热的方式也多种多样。根据温度水平，余热包括三种类型：低温余热(低于300℃)、中温余热(300-600℃)及高温余热(高于600℃)，中低温余热由于其温度、环境和工艺限制，难以被利用，中低温余热的利用是余热回收领域的重大挑战之一。

二氧化碳发电是一种新型发电技术，当二氧化碳的温度达到31.10℃，压力达到7.38MPa时将变为超临界状态，其气体粘度小和液体密度大等特殊物理特性，使其具有流动性好、传热效率高、可压缩等典型优势，适用于动力循环。与卡琳娜循环和有机郎肯循环在热力学与经济性能方面相比，跨临界二氧化碳循环具有很大的潜力。将中低温余热作为合适的热源，利用跨临界二氧化碳循环能够实现中低温余热回收发电。

吸收式制冷(热泵)可利用廉价能源和低品位热能而无需依赖压缩机做工为循环提供动力，是一种常见的余热回收技术，其中以溴化锂水溶液为工质的吸收式制冷应用最广泛，溴化锂吸收式制冷循环以水作为制冷剂、溴化锂作为吸收剂，可以利用80℃以上范围的余热进行制冷，用于空气调节或工业用冷冻水。该循环可利用中低温余热作为循环所需的驱动热能，实现中低温余热的回收。产生的冷冻水作为跨临界二氧化碳循环发电系统的冷源，提高系统发电效率，实现余热的梯级利用。

目前还没有一种设计能将吸收式制冷和跨临界二氧化碳循环发电有效合理的结合起来而用于余热回收领域。

发明内容

本发明提供了一种耦合溴化锂吸收式制冷的跨临界二氧化碳循环余热发电系统，其目的是为了解决余热利用受到温度、环境和工艺限制的问题，提高余热回收效率和发电效率。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种耦合溴化锂吸收式制冷的跨临界二氧化碳循环余热发电系统，包括：

发电循环系统，所述发电循环系统由第一循环泵、蒸发器、透平和冷凝蒸发器组成；所述蒸发器上设置有第一进口、第一出口、第二进口和第二出口，所述冷凝蒸发器上设置有第三进口、第三出口、第四进口和第四出口，所述透平设置有蒸汽进口和乏汽出口；所述第一循环泵的出口连通所述第一进口，所述第一出口连通所述蒸汽进口，所述乏汽出口连通所述第三进口，所述第三出口连通所述第一循环泵的入口；

制冷系统，所述制冷系统由再生器、冷凝器、吸收器和所述冷凝蒸发器组成；所述再生器设置有第五进口、第五出口、第六进口、第六出口和出蒸汽口，所述吸收器设置有入蒸汽口、第七进口和第七出口；所述出蒸汽口连通所述冷凝器的入口，所述冷凝器的出口连通所述第四进口，所述第四出口连通所述入蒸汽口；

水吸收循环系统，所述水吸收系统由换热器、第二循环泵、所述吸收器和所述再生器组成；所述换热器设置有第八进口、第八出口、第九进口和第九出口；所述第六出口连通所述第八进口，所述第八出口连通所述第七进口，所述第七出口连通所述第二循环泵的入口，所述第二循环泵的出口连通所述第九进口，所述第九出口连通所述第六进口。