[发明专利]一种基于超临界二氧化碳的多级低低温余热回收系统

说明书

本发明公开了一种基于超临界二氧化碳的多级低低温余热回收系统，包括超临界二氧化碳多级余热回收循环系统，以及为整个系统提供冷源的新式换热系统；所述新式换热系统包括了第一级新式换热器，低温换热器的二氧化碳通过第一级新式换热器与循环冷却工质进行热交换，由第一级新式换热器出去的二氧化碳通过大温差换热机组进入到第二级新式换热器、并与循环冷却液进行热交换，最后形成低低温二氧化碳工质回到低温换热器与低温烟气进行热交换，进行下一阶段循环本发明提供的以超临界二氧化碳为工质的低低温多级余热回收利用系统，在第一级回热器6处热交换后，高温工质分为了两路，提高了余热利用效率。

技术领域

本发明属于余热回收领域，涉及一种基于超临界二氧化碳的多级低低温余热回收系统。

背景技术

目前余热发电是很好解决能源回收的一种方式，不仅节能还有利于环境保护。余热发电主要是利用生产过程中产生的多余的热能来转换为电能的技术。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17％～67％，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60％。目前已能够对高温及中温余热进行很好的回收利用，低温余热回收技术复杂，对低温余热回收难度较大，而在实际的生产过程中，低温余热传热效率很低，排出量较大，低温余热排出量几乎高于高中温余热总和。因此，在余热回收过程中，对低温余热回收既是难点也是重点。

目前燃煤锅炉使用中，对低温(一般60摄氏度以下)以下的低温烟气的余热回收较少。余热回收中有大量的热交换过程，而在整个燃煤锅炉中，几乎没有低于60℃的冷端，因此低温烟气余热回收难度较大。

传统的燃煤发电系统采用蒸汽为工质的朗肯循环，这样的材料与循环特性有限，电厂效率难以进一步提高。超临界二氧化碳(S-CO2)动力循环高效紧凑，介质的化学性质稳定，有望取代传统蒸汽动力循环。使用超临界二氧化碳的先进系统普遍存在两个问题：一是回热系统中的回热换热器的效率，二是如何提高整个系统余热回收效率。因此，对回热器的研究以及如何提高工质温度降低锅炉排烟温度是超临界二氧化碳余热回收亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于：提供了一种基于超临界二氧化碳的多级低低温余热回收系统，解决了并提供一种有效解决低温(一般低于60℃)余热回收思路和新式换热器结构。该系统在于解决由于现有余热回收系统中回热式换热器效率低以及余热仅单一一级利用而造成大量烟气余热损失和不能有效回收利用低低温余热的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于超临界二氧化碳的多级低低温余热回收系统，包括超临界二氧化碳多级余热回收循环系统，以及为整个系统提供冷源的新式换热系统；

其中，超临界二氧化碳多级余热回收循环系统将来自锅炉的二氧化碳新蒸汽做功后，排出二氧化碳并作为热侧介质进入第一级回热器，锅炉烟气通过空预器烟气旁路进入高温换热器，高温换热器中的烟气进入第一级回热器与二氧化碳进行热交换，通过与锅炉烟气进行热交换冷却后的二氧化碳作为高温介质，进入到第二级主回热器和第二级副回热器，高温换热器的烟气进入低温换热器；

通过第一级回热器排出的二氧化碳蒸汽作为热侧介质进入到第二级主回热器，与锅炉烟气进行热交换，经过第二级主回热器排出的二氧化碳蒸汽作为热侧介质进入到第三级回热器，经过第二级主回热器排出的烟气进入高温回热器，在第三级回热器中，二氧化碳与锅炉烟气进行热交换后，进入第三级主冷凝器进行冷凝，然后作为冷侧介质进入第三级主压缩机进行压缩，再通过第三级副冷凝器进行冷凝，再通过第三级再压缩机,让二氧化碳成为高温高压工质，然后通过次发电系统支路做功，剩余二氧化碳蒸汽回到第三级回热器；

所述新式换热系统包括了第一级新式换热器，低温换热器的二氧化碳通过第一级新式换热器与循环冷却工质进行热交换，由第一级新式换热器出去的二氧化碳通过大温差换热机组进入到第二级新式换热器、并与循环冷却液进行热交换，最后形成低低温二氧化碳工质回到低温换热器与低温烟气进行热交换，进行下一阶段循环。