[发明专利]分流再压缩纯氧燃烧循环系统有效
申请号: | 202210079459.X | 申请日: | 2022-01-24 |
公开(公告)号: | CN114382562B | 公开(公告)日: | 2022-11-08 |
发明(设计)人: | 任晓栋;胡博;李雪松;顾春伟;余世达 | 申请(专利权)人: | 清华大学 |
主分类号: | F01K21/04 | 分类号: | F01K21/04;F01K9/00;F02B29/04 |
代理公司: | 北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙) 11277 | 代理人: | 刘新宇;张会华 |
地址: | 100084*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 分流 再压缩 燃烧 循环系统 | ||
1.一种分流再压缩纯氧燃烧循环系统,其特征在于,所述分流再压缩纯氧燃烧循环系统是将纯氧作为助燃剂的循环发电系统,将燃烧室(1)、燃气透平(2)、余热锅炉(3)、第一低压压气机(4)、第一中冷器(5)以及第一高压压气机(6)依次串联成供工质流通的流路,将低压蒸汽透平(7)、冷凝器(8)、冷凝水泵(9)、除氧器(10)以及给水泵(11)依次串联成用于气液分离的流路,
所述余热锅炉(3)的热端出口侧连接所述低压蒸汽透平(7)的高温入口侧和所述第一低压压气机(4)的入口侧,使从所述余热锅炉(3)的热端出口侧流出的工质分流,
所述给水泵(11)的液体出口侧连接所述余热锅炉(3)的冷端入口侧,在所述余热锅炉(3)的冷端出口侧与所述燃烧室(1)的入口侧之间的流路上设有高压蒸汽透平(12),所述高压蒸汽透平(12)的低温出口侧与所述第一中冷器(5)的冷端入口侧以及所述燃气透平(2)分别连接,所述第一中冷器(5)的冷端出口侧连接所述燃烧室(1)的入口侧,热端入口侧连接所述第一低压压气机(4)的出口侧,热端出口侧连接所述第一高压压气机(6)的入口侧,
所述分流再压缩纯氧燃烧循环系统还包括分流装置(15),所述分流装置(15)设置在所述余热锅炉(3)向所述第一低压压气机(4)和所述低压蒸汽透平(7)分支的分流处,用于对流向所述低压蒸汽透平(7)和所述第一低压压气机(4)的工质的比例进行调节,
若碳氢燃料中的碳所占的比例变大,则通过所述分流装置(15)使从所述余热锅炉(3)流出的工质中的流向所述低压蒸汽透平(7)的工质的比例变小。
2.根据权利要求1所述的分流再压缩纯氧燃烧循环系统,其特征在于,在所述高压蒸汽透平(12)与所述燃气透平(2)之间的流路上设有中压蒸汽透平(13)。
3.根据权利要求1或2所述的分流再压缩纯氧燃烧循环系统,其特征在于,当供给到所述燃烧室的燃料是氢气时,在所述除氧器(10)中进行除氧后的气体直接向外部排出。
4.根据权利要求1或2所述的分流再压缩纯氧燃烧循环系统,其特征在于,还包括二氧化碳捕集系统(14),当供给到所述燃烧室的燃料是碳氢化合物时,所述二氧化碳捕集系统接收来自所述冷凝器(8)的气体出口侧和所述除氧器(10)的气体出口侧的气体。
5.根据权利要求4所述的分流再压缩纯氧燃烧循环系统,其特征在于,所述二氧化碳捕集系统包括第二低压压气机(141)、中压压气机(142)、第二高压压气机(143)以及第二中冷器(144),所述第二低压压气机(141)的入口侧连接所述冷凝器(8)的气体出口侧,所述第二低压压气机(141)的出口侧连接所述第二中冷器(144)的热端入口侧,所述第二中冷器(144)的热端出口侧连接所述中压压气机(142)的入口侧,所述中压压气机(142)的出口侧连接所述第二高压压气机(143)的入口侧,所述除氧器(10)的气体出口侧连接所述第二高压压气机(143)的入口侧。
6.根据权利要求1或2所述的分流再压缩纯氧燃烧循环系统,其特征在于,所述低压蒸汽透平(7)在进行膨胀做功之前,将一部分工质排出至所述除氧器(10),以对所述除氧器(10)中的液体工质进行加热。
7.根据权利要求1或2所述的分流再压缩纯氧燃烧循环系统,其特征在于,在所述除氧器(10)中加入除氧剂来进行除氧。
8.根据权利要求1或2所述的分流再压缩纯氧燃烧循环系统,其特征在于,在从所述冷凝器(8)流向所述余热锅炉(3)的流路上流动的工质为水,在除了从所述冷凝器(8)流向所述余热锅炉(3)的流路之外的流路上流动的工质为水蒸气或水蒸气与二氧化碳的混合物。
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