[发明专利]采用吸收式热泵干燥褐煤的超临界CO2

说明书

本发明公开了采用吸收式热泵干燥褐煤的超临界CO₂发电系统及方法，该系统包括超临界CO₂发电系统、吸收式热泵系统和褐煤预干燥系统，超临界CO₂发电系统包括锅炉、主压缩机、再压缩机、透平、低温回热器、高温回热器和预冷器，吸收式热泵系统包括蒸发器、吸收器、发生器和冷凝器，褐煤预干燥系统包括间壁式干燥机和凝汽器；吸收式热泵系统基于第二类吸收式热泵原理，利用超临界CO₂发电系统冷端中温热量制取高温热量干燥褐煤。本发明可以降低系统冷源损失，也可以提高锅炉效率和降低厂用电率，从而大幅提高系统能量利用效率。

技术领域

本发明涉及发电技术领域，具体涉及采用吸收式热泵干燥褐煤的超临界CO₂发电系统及方法。

背景技术

超临界CO₂动力循环具有热效率高、系统简单、灵活性高、投资小以及运行维护费用低等优点，在发电领域具有广阔的应用前景。研究表明，相比常规蒸汽朗肯循环发电机组，基于超临界CO₂动力循环的发电系统具有更高的发电效率和更低的投资，有望得到大规模应用。但是，超临界CO₂发电系统冷端工质放热温度较高，余热损失较大；而且，目前有关超临界CO₂循环在发电领域的研究较少考虑煤种的变化，尤其缺乏针对褐煤发电系统的研究。我国褐煤储量丰富，已探明储量达1300亿吨，占全国煤炭储量的12％，并且价格低廉，正成为我国火力发电的主要燃料。但是，由于褐煤水分含量较高，导致热值较低，直燃褐煤发电系统能量利用效率低，设备成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供采用吸收式热泵干燥褐煤的超临界CO2发电系统及方法，该系统通过在超临界CO2发电系统冷端耦合第二类吸收式热泵系统，一方面通过回收冷端余热驱动热泵运行，另一方面吸收式热泵系统中的吸收器释放出130℃左右的高温热量干燥褐煤，脱除褐煤中的水分，从而实现回收超临界CO₂发电系统冷端余热、提高褐煤热值、提高系统能量利用效率的目的。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

采用吸收式热泵干燥褐煤的超临界CO₂发电系统，包括超临界CO₂发电系统、吸收式热泵系统和褐煤预干燥系统；其中，

所述超临界CO₂发电系统包括主压缩机1、低温回热器2、高温回热器3、锅炉4、透平5、预冷器6和再压缩机7，其中主压缩机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、预冷器6进出口和主压缩机1入口依次相连通；再压缩机7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；

所述吸收式热泵系统包括依次相连通形成循环回路的蒸发器8、吸收器9、发生器10、冷凝器11和工质泵12；发生器10溶液出口、溶液泵13、溶液热交换器14冷侧进出口和吸收器9溶液入口依次相连通；吸收器9溶液出口、溶液热交换器14热侧进出口、溶液阀15和发生器10溶液入口依次相连通；

低温回热器2热侧出口通过发生器流量调节阀16和蒸发器流量调节阀17分别与发生器10热侧入口和蒸发器8热侧入口相连通，发生器10热侧出口和蒸发器8热侧出口同时与预冷器6入口相连通；

所述褐煤预干燥系统包括带有褐煤进口、干燥褐煤出口和排气出口的间壁式干燥机18和凝汽器19；吸收器9与间壁式干燥机18相连通构成循环回路；间壁式干燥机13干燥煤出口与锅炉4相连通；间壁式干燥机18排气出口与凝汽器19相连通。

所述发生器流量调节阀16调节发生器10中超临界CO₂流量，从而调节输入发生器10的热量。

所述蒸发器流量调节阀17调节蒸发器8中超临界CO₂流量，从而调节输入蒸发器8的热量。