[发明专利]一种可回收余热的煤基超临界二氧化碳发电系统及方法

权利要求书

1.一种可回收余热的煤基超临界二氧化碳发电系统，其特征在于，包括主循环系统和底循环系统，主循环系统包括主压缩机(1)，主压缩机(1)输出端依次连接低温回热器(2)、高温回热器(3)、锅炉过热气冷壁(4)、低温过热器(5)、高温过热器(6)和高压透平(7)，高压透平(7)的排气端依次连接再热气冷壁(8)、低温再热器(9)、高温再热器(10)和低压透平(11)，所述的低压透平(11)排气端依次连接高温回热器(3)、低温回热器(2)、辅助预冷器(12)和预冷器(13)，预冷器(13)输出端连接主压缩机(1)，完成闭合循环；

底循环系统包括依次相连通的泵(17)、辅助预冷器(12)、低温省煤器(18)、膨胀机(19)和蒸发器(20)。

2.根据权利要求1所述的一种可回收余热的煤基超临界二氧化碳发电系统，其特征在于，所述的低温回热器(2)冷侧进口与主压缩机(1)出口相连通，低温回热器(2)冷侧出口同时与再压缩机(14)出口、高温回热器(3)冷侧进口和省煤器(15)工质进口相连通，低温回热器(2)热侧进口与高温回热器(3)热侧出口相连通，低温回热器(2)热侧出口同时与再压缩机(14)进口和辅助预冷器(12)主循环工质进口相连通；高温回热器(3)冷侧出口与过热气冷壁(4)工质进口相连通，高温回热器(3)热侧进口与低压透平(11)出口相连通；省煤器(15)出口与高压透平(7)进口相连通。

3.根据权利要求1所述的一种可回收余热的煤基超临界二氧化碳发电系统，其特征在于，所述泵(17)、辅助预冷器(12)、低温省煤器(18)、膨胀机(19)和蒸发器(20)依次相连通构成底循环系统，用于回收余热发电，其中辅助预冷器(12)用于回收冷端余热，低温省煤器(18)用于回收排烟余热。

4.根据权利要求1所述的一种可回收余热的煤基超临界二氧化碳发电系统，其特征在于，所述低温省煤器(18)出口排烟温度为90℃左右。

5.一种可回收余热的煤基超临界二氧化碳发电系统的方法，其特征在于，主循环工质经主压缩机(1)升压后，依次在低温回热器(2)、高温回热器(3)、锅炉过热气冷壁(4)、低温过热器(5)、高温过热器(6)中吸热，然后进入高压透平(7)膨胀做功，排气又依次在再热气冷壁(8)、低温再热器(9)和高温再热器(10)中吸热，温度再次升高后进入低压透平(11)完全膨胀做功，排气依次在高温回热器(3)和低温回热器(2)中放热后，继续被辅助预冷器(12)和预冷器(13)冷却，然后工质再次进入主压缩机(1)，完成闭合循环；低温回热器(2)热侧出口分流部分工质，经再压缩机(14)压缩后汇入低温回热器(2)冷侧出口；再压缩机(14)出口分流部分工质，在省煤器(15)中吸锅炉尾部烟气热量后，进入高压透平(7)做功；冷空气经空预器(16)预热后进入炉膛辅助燃烧；

底循环工质经泵(17)升压后，依次在辅助预冷器(12)和低温省煤器(18)中吸热，从而回收冷端余热和排烟余热，温度升高后进入膨胀机(19)做功，然后在蒸发器(20)中蒸发吸热后再次进入泵(17)，完成闭式循环。

6.根据权利要求5所述的一种可回收余热的煤基超临界二氧化碳发电系统的方法，所述底循环系统构型采用有机朗肯循环或跨临界二氧化碳循环。

7.根据权利要求5所述的一种可回收余热的煤基超临界二氧化碳发电系统的方法，所述主循环系统使用的工质为超临界二氧化碳。