[发明专利]集成低温余热回收的超临界二氧化碳循环燃煤发电系统及运行方法

权利要求书

1.集成低温余热回收的超临界二氧化碳循环燃煤发电系统，其特征在于：包括依次相连通的预空气预热器(4)、预冷器(5)、第一级主压缩机(6)、级间冷却器(7)、第二级主压缩机(8)、低温回热器(3)、中温回热器(2)、高温回热器(1)、省煤器(11)、过热气冷壁(12)、高压透平(13)、一次再热器(14)、中压透平(15)、二次再热器(16)和低压透平(17)；还包括再压缩机(9)、回转式空气预热器(19)、SCR脱硝装置(20)、电除尘器(21)、中温省煤器(10)和低温省煤器(18)；第二级主压缩机(8)出口同时与低温回热器(3)冷侧工质入口和低温省煤器(18)入口相连通；中温回热器(2)冷侧工质入口同时与低温回热器(3)冷侧工质出口和再压缩机(9)出口相连通；高温回热器(1)冷侧工质入口同时与中温回热器(2)冷侧工质出口、低温省煤器(18)出口和中温省煤器(10)入口相连通，省煤器(11)入口同时与高温回热器(1)冷侧工质出口和中温省煤器(10)出口相连通；预空气预热器(4)热侧工质出口同时与再压缩机(9)入口和预冷器(5)工质入口相连通；低压透平(17)排气依次在高温回热器(1)、中温回热器(2)和低温回热器(3)中放热，第二级主压缩机(8)出口低温工质依次在低温回热器(3)、中温回热器(2)和高温回热器(1)中吸热；第二级主压缩机(8)出口分流低温工质经过低温省煤器(18)吸热后返回高温回热器(1)入口；高温回热器(1)冷侧工质入口分流部分中温工质进入中温省煤器(10)吸热后，进入省煤器(11)继续吸热；冷空气在预空气预热器(4)中吸热后，送入回转式空气预热器(19)中进一步升温，之后再送入锅炉。

2.根据权利要求1所述的一种集成低温余热回收的超临界二氧化碳循环燃煤发电系统，其特征在于：所述过热气冷壁(12)、一次再热器(14)布置于锅炉炉膛内部，共同承担炉膛辐射热负荷，二次再热器(16)布置于锅炉水平烟道，省煤器(11)和中温省煤器(10)布置于锅炉竖井烟道，SCR脱硝装置(20)布置于尾部分流烟道入口，回转式空气预热器(19)和低温省煤器(18)分别布置于尾部分流烟道两侧，电除尘器(21)布置于尾部烟道，整体构成有尾部烟道分流装置的Π型锅炉。

3.根据权利要求1所述的一种集成低温余热回收的超临界二氧化碳循环燃煤发电系统，其特征在于：所述二次再热器(16)的入口烟气温度为630℃。

4.根据权利要求1所述的一种集成低温余热回收的超临界二氧化碳循环燃煤发电系统，其特征在于：所述烟气经过SCR脱硝装置(20)之后进行分流，75％-85％烟气为回转式空气预热器(19)提供所需热量，其余烟气进入低温省煤器(18)。

5.根据权利要求1所述的一种集成低温余热回收的超临界二氧化碳循环燃煤发电系统，其特征在于：所述回转式空气预热器(19)及低温省煤器(18)进口烟气温度为360-380℃，出口烟气温度为90-100℃。

6.根据权利要求1所述的一种集成低温余热回收的超临界二氧化碳循环燃煤发电系统，其特征在于：所述低温回热器(3)冷侧工质入口分流部分低温工质在尾部分流烟道中的低温省煤器(18)吸收烟气热量，返回高温回热器(1)冷侧工质入口，用来回收尾部分流烟道烟气热量，降低锅炉排烟温度，减小锅炉排烟损失。

7.根据权利要求1所述的一种集成低温余热回收的超临界二氧化碳循环燃煤发电系统，其特征在于：所述尾部分流烟道的烟气最终汇集进入尾部烟道，进入电除尘器(21)进行除尘。

8.根据权利要求1所述的一种集成低温余热回收的超临界二氧化碳循环燃煤发电系统，其特征在于：所述系统使用的工质为超临界二氧化碳。

9.权利要求1至8任一项所述的一种集成低温余热回收的超临界二氧化碳循环燃煤发电系统的运行方法，其特征在于：工质经过第一级主压缩机(6)、级间冷却器(7)和第二次主压缩机(8)增压后，依次在低温回热器(3)、中温回热器(2)、高温回热器(1)以及锅炉内部的省煤器(11)和过热气冷壁(12)中吸热，温度升高后进入高压透平(13)部分膨胀做功，做功后温度和压力都降低，工质再次进入锅炉在一次再热器(14)中吸热，温度再次提高后进入中压透平(15)部分膨胀做功，做功后温度和压力都降低，工质再次进入锅炉在二次再热器(16)中吸热，温度再次提高后进入低压透平(17)完全膨胀做功，低压透平(17)排气依次在高温回热器(1)、中温回热器(2)、低温回热器(3)和预空气预热器(4)中放热后，分流成两股，30％-35％工质经再压缩机(9)增压后与中温回热器(2)冷侧入口工质混合，其余工质依次在预冷器(5)中冷却后，再次进入第一级主压缩机(6)，完成闭合循环；第二级主压缩机(8)出口分流工质在低温省煤器(18)吸热后返回高温回热器(1)冷侧工质入口；

高温回热器(1)冷侧工质入口分流工质在中温省煤器(10)吸热后返回省煤器(11)入口；冷空气经过预空气预热器(4)加热至60-70℃，然后再送入回转式空气预热器(19)加热后进入锅炉炉膛辅助燃烧。