[发明专利]一种基于吸收式热泵余热回收的超临界二氧化碳发电系统

说明书

本发明公开了一种基于吸收式热泵余热回收的超临界二氧化碳发电系统，包括超临界二氧化碳布雷顿循环系统、吸收式热泵循环系统、传统燃气型布雷顿循环系统和冷却系统。冷却系统负责提供超临界二氧化碳布雷顿循环系统和吸收式热泵循环系统冷凝所需的冷量，传统燃气型布雷顿循环在生产出了整个系统的大部分电能的同时还分别给超临界二氧化碳布雷顿循环系统和吸收式热泵循环系统提供了高温热源；在降低燃气轮机排烟温度的同时，还可提高系统整体热效率；超临界二氧化碳布雷顿循环系统通过在烟气回热器中利用烟气余热加热高压透平的乏汽并使之升温后继续推动低压透平做功，从而进一步提高循环热效率，提高发电效率。

技术领域

本发明涉及一种发电技术，尤其涉及一种基于吸收式热泵余热回收的超临界二氧化碳发电系统。

背景技术

燃气轮机是当今世界应用广泛的动力机械，燃气轮机的燃料产生的热能中大约40％左右转化为动力机械的输出功，一半以上的热量被燃气轮机的排气和冷却水带走，而单循环燃气轮机的热效率更低，仅有30％左右，部分微小型燃气轮机热效率仅有20％，存在大量的热能浪费。

燃气轮机的尾气温度根据工况的不同，一般在400℃以上，具有很高的余热回收价值。目前燃气发电厂中，大功率燃气发电机组采用燃气-蒸汽联合循环发电，虽然可以提高循环的热效率，但由于采用常规的水蒸汽动力循环本身存在一定的限制，因此对燃气轮机的尾气余热利用仍然不够充分，采用一种基于吸收式热泵余热回收的超临界二氧化碳发电系统可以进一步充分利用其余热能量。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于吸收式热泵余热回收的超临界二氧化碳发电系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种基于吸收式热泵余热回收的超临界二氧化碳发电系统，包括：

超临界二氧化碳布雷顿循环系统、吸收式热泵循环系统、传统燃气型布雷顿循环系统和冷却系统；

所述的超临界二氧化碳布雷顿循环系统包括：主压缩机、再压缩机、高温回热器、低温回热器、高压透平、低压透平、发电机、烟气回热器、冷凝器；所述压缩机与透平采用不同轴的设计，所述烟气回热器设于所述高压透平与低压透平之间；

所述的吸收式热泵循环系统采用的是溴化锂吸收式热泵，包括依次连接并形成一个循环的第二冷凝器、发生器、溶液加压泵、溶液交换器、节流阀、吸收器、蒸发器、水泵；

所述的传统燃气型布雷顿循环系统包括依次连接的空气预热器、空气压缩机、燃烧室、燃气轮机、发电机，从燃气轮机的尾气分为两路，一路通过调节阀与所述发生器连接，一路与所述烟气回热器热端连接，所述空气压缩机与燃气轮机采用同轴布置；

所述超临界二氧化碳布雷顿循环系统采用的工质是二氧化碳。

本发明的一种基于吸收式热泵余热回收的超临界二氧化碳发电系统，包括：

整个系统的运行过程是超临界二氧化碳从低压透平做功完成后分别进入高温回热器、低温回热器，从低温回热器流出的二氧化碳，一部分不经过冷却，经吸收式热泵的蒸发器换热后进入再压缩机；另一部分经过空气预热器和冷凝器冷却，再进入主压缩机；

主压缩机出口的二氧化碳吸收低温回热器的热量后与再压缩机出口的二氧化碳汇合，汇合后的二氧化碳进入高温回热器，之后进入吸收式热泵的吸收器进行换热，接着在高压透平内做功，然后经过烟气回热器并吸收燃气轮机的尾气的热量，最后在低压透平内做功；

在传统燃气型布雷顿循环系统中，空气经过空气预热器预热，然后被空气压缩机压缩后通入燃烧室与燃气混合燃烧，产生的高温高压气体推动燃气轮机做功，做完功后的尾气一部分被送到烟气回热器，用来加热二氧化碳，另一部分通入吸收式热泵的发生器进行换热，最后汇合后排空。