[实用新型]一种高效的超临界二氧化碳锅炉工质温度调节系统

说明书

本实用新型公开了一种高效的超临界二氧化碳锅炉工质温度调节系统，包括超临界二氧化碳锅炉、透平、回热器、主冷却器、压缩机和调温工质冷却器。调温工质从主压缩机出口引出，经调温工质冷却器冷却后与锅炉受热面工质直接混合，从而使超临界二氧化碳锅炉出口的二氧化碳工质温度满足工作要求。该调温方法在保证调温工质维持在所要求的温度水平的同时，将多余的能量进行余热回收，从而实现几乎零热损失的锅炉工质温度调节过程。

技术领域

本实用新型属于超临界二氧化碳布雷顿循环高效循环发电领域，具体涉及一种具有能量回收功能的超临界二氧化碳锅炉工质温度调节系统。

背景技术

能源的日益匮乏是制约当今社会发展的一大因素，提高能源的利用率受到了人们的重视。与传统水工质朗肯循环相比，超临界二氧化碳布雷顿循环在500~700℃时具有循环热效率高，能量密度大，系统简单紧凑，安全性好，不需要设置除氧、除盐、排污及疏放水设施等优势，可以在提升系统热功转换效率的同时降低投入成本。

对于正常运行的超临界二氧化碳锅炉而言，保持锅炉出口超临界二氧化碳工质温度达到额定值可以获得较高的经济效益。若超临界二氧化碳工质温度过高会使锅炉受热面和透平机的金属材料超温和蠕变速度加快，高温受热面和管道以及汽轮机叶片的使用寿命显著降低；若超临界二氧化碳工质温度过低会导致机组出力降低，从而影响机组整体的循环效率。而且随着动力循环压力、温度的提高，机组运行存在过大的偏差还会大大增加锅炉受热面管子的高温腐蚀速率。因此，对超临界二氧化碳锅炉工质进行及时、有效地温度调节，对于机组的安全、稳定运行有着重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有能量回收功能的超临界二氧化碳锅炉工质温度调节系统，在保证调温工质维持在所要求的温度水平的同时，还将多余的能量进行余热回收，从而实现高效、安全地对超临界二氧化碳锅炉进行工质温度调节。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种具有能量回收功能的超临界二氧化碳锅炉工质温度调节系统，包括超临界二氧化碳锅炉、透平、回热器、主冷却器、压缩机、调温工质冷却器，所述压缩机至少包含主压缩机，超临界二氧化碳锅炉包括工质调温点、锅炉受热面、空气预热器和燃烧器。透平入口与超临界二氧化碳锅炉出口相连，透平出口与回热器低压侧入口相连，回热器低压侧出口与主冷却器放热侧入口相连，主冷却器放热侧出口与主压缩机入口相连；超临界二氧化碳通过主压缩机进行压力提升；主压缩机出口分流为两路，一路与回热器高压侧入口相连，回热器高压侧出口与超临界二氧化碳锅炉入口相连，另一路与调温工质冷却器放热侧入口相连，调温工质冷却器放热侧出口与工质调温点相连；部分或全部锅炉燃烧所需空气经调温工质冷却器加热后，与其余锅炉燃烧所需空气混合，随后进入空气预热器进行加热并送入燃烧器参与燃烧过程。

优选地，超临界二氧化碳循环可采用1个压缩机（仅包含主压缩机）和多个压缩机的循环方案。

优选地，回热器可为一级或多级。

优选地，工质调温点数量可为1个或多个，均由调温工质冷却器放热侧出口引出。

优选地，在超临界二氧化碳锅炉中可以设置再热受热面。

本实用新型还提供了相应的具有能量回收功能的超临界二氧化碳锅炉工质温度调节方法。