[发明专利]一种化学链燃烧耦合超临界CO2

权利要求书

1.一种化学链燃烧耦合超临界CO₂循环的热电联产系统，其特征在于，包括化学链燃烧单元、sCO₂循环单元和供热单元；

所述化学链燃烧单元包括燃烧装置、预热装置和过热装置；化学链燃烧单元为煤与预热过的CO₂气流生成合成气、合成气与载氧体发生反应生成CO₂和H₂O、利用反应热加热sCO₂提供场所和条件，从而作为热源驱动所述sCO₂循环单元中sCO₂循环的加热和再热过程；

所述sCO₂循环单元包括与发电机连接的透平装置、回热装置和压缩装置；sCO₂循环单元利用高温sCO₂气流对透平装置做功，并将做功后的低压sCO₂进行回热、加压后，输送回所述化学链燃烧单元参与循环；

所述供热单元包括冷却装置，供热单元用于吸收在所述sCO₂循环单元对透平做功后的sCO₂的热量，对外部用户供热；

所述燃烧装置包括燃料反应器(1-3)、空气反应器(1-4)，所述预热装置包括预热器(1-1)、对流加热器(1-2)；所述过热装置包括串联连接的一级过热器(1-5)和二级过热器(1-6)；

所述燃料反应器(1-3)的CO₂气流出口与所述对流加热器(1-2)的第一CO₂气流入口连接，对流加热器(1-2)的第一CO₂气流出口与所述预热器(1-1)的高温CO₂气流入口连接，预热器(1-1)的低温CO₂气流出口通过并联连接的管路分别与冷凝器入口、预热器(1-1)的低温CO₂气流入口连接，预热器(1-1)的高温CO₂气流出口与所述燃料反应器(1-3)的CO₂气流入口连接，形成CO₂化学链燃烧反应循环回路；

所述对流加热器(1-2)的第二CO₂气流入口与sCO₂循环单元的所述回热装置输出口连接，所述对流加热器(1-2)的第二CO₂气流出口与所述过热装置入口连接，过热装置出口与所述透平装置入口连接，形成CO₂工质循环回路。

2.根据权利要求1所述的化学链燃烧耦合超临界CO₂循环的热电联产系统，其特征在于，还包括旋风分离器(1-7)，其入口与所述空气反应器(1-4)的出口连接，旋风分离器(1-7)的气体出口与所述对流加热器(1-2)的空气入口连接，对流加热器(1-2)的空气出口与所述预热器(1-1)的第一空气入口连接，预热器(1-1)的第一空气出口与外部排风管连接，预热器(1-1)的第二空气出口与所述空气反应器(1-4)的入口连接，旋风分离器(1-7)的固体出口与所述燃料反应器(1-3)连接。

3.根据权利要求2所述的化学链燃烧耦合超临界CO₂循环的热电联产系统，其特征在于，所述预热器(1-1)的第二空气入口用于通入外部空气。

4.根据权利要求2所述的化学链燃烧耦合超临界CO₂循环的热电联产系统，其特征在于，所述一级过热器(1-5)和所述二级过热器(1-6)分别设置在所述燃料反应器(1-3)、所述空气反应器(1-4)内；所述对流加热器(1-2)的第二CO₂气流出口与所述一级过热器(1-5)入口连接。

5.根据权利要求4所述的化学链燃烧耦合超临界CO₂循环的热电联产系统，其特征在于，所述透平装置包括串联连接的高压透平(2-1)、低压透平(2-2)，在高压透平(2-1)、低压透平(2-2)之间设置再热回路，所述再热回路采用的再热器(2-3)设置在所述空气反应器(1-4)内；

所述回热装置包括高温回热器(2-4)、低温回热器(2-5)，所述压缩装置包括再压缩机(2-6)和主压缩机(2-7)。