[发明专利]一种燃料和氧燃烧产物与CO2

摘要

一种燃料/氧燃烧产物与CO2混合工质循环发电装置由燃烧室组、透平发电机组、换热器组、泵、气液分离器及干燥器等组成。以燃料/氧燃烧产物和循环CO2混合产生的高温高压CO2/H2O为工质在透平中膨胀作功，透平乏气在换热器中放热冷却后经气液分离器与干燥器分离出水分，CO2气体再被冷却水冷却凝结后，捕集与燃烧产物对应的CO2并排出系统，其余经泵加压作为循环工质。本发明的发电装置之系统设备结构简单、紧凑，循环效率较高；通过液氧制备消耗低谷电实现规模电力移峰，并对燃料产生的CO2实现全捕集和零NOx排放。

主权项

1.一种燃料/氧燃烧产物与CO2混合工质循环发电装置，其特征在于，由燃烧室组(1)、透平(2)、发电机(3)、阀组(4)、换热器A(5)、换热器B(6)、气液分离器(7)、干燥器(8)、换热器C(9)、CO2泵(10)、换热器D(11)、换热器E(12)、燃料供给系统(13)、液氧供给系统(14)和三通组(15)组成；所述燃料/氧燃烧产物与CO2混合工质循环发电装置采用燃料和氧的燃烧产物加上循环工质CO2作为混合工质；以LNG为燃料为例，其化学成分主要为CO2和少量H2O；循环工质CO2的加压不采用压缩机而是采用泵；液氧的制备采用空气分离装置消耗低谷电，以实现规模电力移峰；并且可以对燃料产生的CO2实现全捕集；所述燃烧室组(1)由多个燃烧室并联排列组成，每个燃烧室由燃烧室壳体(1‑1)、燃烧器(1‑2)、火焰筒(1‑3)、螺旋折流板(1‑4)组成，在燃烧室壳体(1‑1)左端侧面设有燃烧室进CO2接管(1‑5)，在燃烧室壳体的右端设有燃烧室出口接管(1‑6)；所述燃烧器(1‑2)设有燃烧室进燃料接管(1‑7)和燃烧室进氧气接管(1‑8)；所述火焰筒(1‑3)的筒体上分布有冷却气孔；所述螺旋折流板(1‑4)在燃烧室壳体(1‑1)与火焰筒(1‑3)之间的环形空间形成螺旋通道；所述阀组(4)包括燃烧室燃料进口调节阀(4‑1)、燃烧室氧气进口调节阀(4‑2)、燃烧室CO2进口调节阀(4‑3)、透平进口阀(4‑4)、分流阀(4‑5)、排水阀(4‑6)及捕集CO2阀(4‑7)；所述三通组(15)包括透平出口三通(15‑1)、分离器进口三通(15‑2)和CO2泵进口三通(15‑3)；所述换热器A(5)设有HA乏气侧进口(5‑1)、HA乏气侧出口(5‑2)、HA‑CO2侧进口(5‑3)与HA‑CO2侧出口(5‑4)；换热器B(6)设有HB乏气侧进口(6‑1)、HB乏气侧出口(6‑2)、HB水侧进口(6‑3)和HB水侧出口(6‑4)；换热器C(9)设有HC‑CO2侧进口(9‑1)、HC‑CO2侧出口(9‑2)、HC水侧进口(9‑3)和HC水侧出口(9‑4)；换热器D(11)设有HD水侧进口(11‑1)、HD水侧出口(11‑2)、HD燃料侧进口(11‑3)、HD燃料侧出口(11‑4)、HD液氧侧进口(11‑5)与HD氧气侧出口(11‑6)；换热器E(12)设有HE乏气侧进口(12‑1)、HE乏气侧出口(12‑2)、HE燃料侧进口(12‑3)、HE燃料侧出口(12‑4)、HE氧气侧进口(12‑5)和HE氧气侧出口(12‑6)；所述燃料供给系统(13)包括燃料储罐(13‑1)与燃料泵(13‑2)；所述液氧供给系统(14)包括液氧储罐(14‑1)与液氧泵(14‑2)；所述燃烧室进燃料接管(1‑7)通过燃烧室燃料进口调节阀(4‑1)与换热器E(12)的HE燃料侧出口(12‑4)相连接；所述燃烧室进氧气接管(1‑8)通过燃烧室氧气进口调节阀(4‑2)与换热器E(12)的HE氧气侧出口(12‑6)相连接；燃烧室进CO2接管(1‑5)通过燃烧室CO2进口调节阀(4‑3)与换热器A(5)的HA‑CO2侧出口(5‑4)相连接；燃烧室出口接管(1‑6)通过透平进口阀(4‑4)连接透平的进气室；换热器A(2‑1)的HA乏气侧进口(5‑1)通过透平出口三通(15‑1)与透平出口接管连接，HA乏气侧出口(5‑2)与换热器B(6)的HB乏气侧进口(6‑1)连接；HB乏气侧出口(6‑2)通过分离器进口三通(15‑2)与气液分离器(7)的进口接管连接；气液分离器(7)的液体出口连接排水阀(4‑6)，气液分离器(7)的气体出口连接干燥器(8)的进口，干燥器(8)的出口与换热器C(9)的HC‑CO2侧进口(9‑1)相连接；HC‑CO2侧出口(9‑2)通过CO2泵进口三通(15‑3)与CO2泵(10)的进口相连接，且CO2泵进口三通(15‑3)的岔管与捕集CO2阀(4‑7)相连接；CO2泵(10)的出口与换热器A(5)的HA‑CO2侧进口(5‑3)相连接；换热器D(11)的HD水侧出口(11‑2)与换热器C(9)的HC水侧进口(9‑3)连接；HC水侧出口(9‑4)与HB水侧进口(6‑3)相连接；所述燃料储罐(13‑1)的出口与燃料泵(13‑2)的进口相连接，燃料泵(13‑2)的出口与换热器D(11)的HD燃料侧进口(11‑3)相连接，HD燃料侧出口(11‑4)与换热器E(12)的HE燃料侧进口(12‑3)相连接；所述液氧储罐(14‑1)的出口与液氧泵(14‑2)的进口相连接，液氧泵(14‑2)的出口与换热器D(11)的HD氧气侧进口(11‑5)相连接，HD氧气侧出口(11‑6)与换热器E(12)的HE氧气侧进口(12‑5)相连接；换热器E(12)的HE乏气侧进口(12‑1)通过分流阀(4‑5)与透平出口三通(15‑1)的岔管相连接，HE乏气侧出口(12‑2)与分离器进口三通(15‑2)的岔管相连接。