[发明专利]一种集成吸收式热泵的超临界二氧化碳循环热电联产系统及方法

说明书

一种集成吸收式热泵的超临界二氧化碳循环热电联产系统及方法，该系统包括超临界二氧化碳发电系统和供热系统，超临界二氧化碳发电系统包括主压缩机、再压缩机、低温回热器、高温回热器、锅炉、透平和预冷器，供热系统包括低温加热器、高温加热器和吸收式热泵。本发明采用流量调节阀调节高温加热器中的二氧化碳流量，从而可以灵活调节热负荷和电负荷比例，实现热电解耦；本发明一次管网和二次管网之间采用吸收式热泵热换，可以大幅降低一次网回水温度，显著提高系统供热能力；本发明采用低温加热器和高温加热器布置，实现了能量分质梯级利用，而且由于一次网回水温度低至25℃左右，可以完全回收系统冷端低品质余热，大幅热高能量利用效率。

技术领域

本发明涉及发电技术领域，特别涉及一种集成吸收式热泵的超临界二氧化碳循环热电联产系统及方法。

背景技术

光伏、风电等新能源清洁度高，对环境污染较小，所以大力发展光伏、风电等清洁能源对我国节能减排具有重大意义。近年来，我国光伏、风电等新能源发电比例大幅增加，但是其间歇性发电的特征使得电力输出稳定性较差，导致“弃风弃光”现象严重。所以，大量新能源的消纳对我国电网调峰能力提出了更高的要求。目前，燃煤发电仍然是我国的主要发电方式，要提高电网调峰能力则需要进一步提高燃煤机组的运行灵活性。而常规的燃煤发电机组抽汽较多，系统复杂程度较高，热电耦合度较强，导致燃煤机组热电解耦难度较大，机组灵活性较差。

超临界二氧化碳动力循环系统凭借着热效率高、结构紧凑、投资小以及运行维护费用低等优点，吸引了学者对超临界二氧化碳动力循环在燃煤发电领域应用开展了大量的研究。研究表明，超临界二氧化碳燃煤发电系统相比常规燃煤机组具有更高的发电效率和更低的投资；系统冷端温度较高，具有一定的供热能力，并且无抽气环节，系统结构较为简单，所以具有较高的热电解耦能力。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种集成吸收式热泵的超临界二氧化碳循环热电联产系统及方法，通过在超临界二氧化碳发电系统冷端耦合吸收式热泵供热系统，可以全部回收冷端余热用于供热，并实现热电解耦。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种集成吸收式热泵的超临界二氧化碳循环热电联产系统，包括超临界二氧化碳发电系统和供热系统；

所述的超临界二氧化碳发电系统包括主压缩机1，所述的主压缩机1出口、低温回热器2冷侧进出口、高温回热器3冷侧进出口、锅炉4进出口、透平5进出口、高温回热器3热侧进出口、低温回热器2热侧进出口、低温热网加热器旁路阀8进出口、预冷器调节阀9进出口、预冷器10进出口和主压缩机1入口依次相连通；再压缩机12进出口分别与低温回热器2热侧出口和低温回热器2冷侧出口相连通；低温热网加热器旁路阀8出口和预冷器10出口由预冷器旁路阀11相连通；

所述供热系统包括低温热网加热器7、高温热网加热器14和吸收式热泵，吸收式热泵由依次相连通的冷凝器15、节流阀16、蒸发器17、吸收器19和发生器21构成；

所述的高温回热器3热侧出口、高温热网加热器调节阀13进出口、高温热网加热器14热侧进出口、低温热网加热器调节阀6进出口、低温热网加热器7热侧进出口、预冷器调节阀9进出口、预冷器10入口依次相连通；

所述的低温热网加热器调节阀6入口和低温热网加热器7热侧出口由低温热网加热器旁路阀8相连通；蒸发器17的下端出口通过工质泵18与发生器17上端入口相连通；吸收器19下端出口依次通过溶液泵20和溶液热交换器22冷侧与发生器21上端入口相连通；发生器21下端出口依次通过溶液热交换器22热侧和溶液阀23与吸收器19上端入口相连通。

所述的发生器21、蒸发器17、低温热网加热器7和高温热网加热器14沿一次网循环水流通方向依次相连通构成一次网热交换系统；吸收器19和冷凝器15沿二次网循环水流通方向依次相连通构成二次网供热系统。