CN114198173B - 一种全回热布雷顿循环与吸收式制冷集成的电冷联供系统 - Google Patents
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Abstract
一种全回热布雷顿循环与吸收式制冷集成的电冷联供系统,包括:超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统、预冷‑锅炉耦合回热模块和吸收式电冷联供系统。超临界二氧化碳布雷顿循环系统与吸收式电冷联供系统结合起来,充分利用低温回热器出口的低压高温侧出口二氧化碳余热,再结合预冷‑锅炉耦合回热系统,为吸收式电冷联供系统提供热量,可以充分利用低温回热器出口的低温余热,实现全回热,同时去掉了布雷顿循环所需的大量冷却水及预冷器需求,减小高温回热器和低温回热器的投资成本,提高布雷顿系统的发电效率。
Description
技术领域
本发明涉及联合发电领域,具体涉及一种全回热布雷顿循环与吸收式制冷集成的电冷联供系统。
背景技术
随着当今社会发展和科技进步,能源危机以及带来的环境污染问题使得提高减少一次能源消耗、开发节能高效的可再生能源利用技术受到研究者的广泛关注。
在蒸汽动力循环、燃气动力循环、布雷顿循环等众多热力循环系统中,超临界布雷顿循环是以超临界流体为工质的、整个工艺流程中不发生相态变化的先进动力循环系统,其具有能量密度大、体积紧凑、温压适应性广等优势,覆盖地热能、燃煤、太阳能、燃料电池、四代核电、聚变堆、舰船余热回收等多个应用领域。适用于超临界布雷顿循环系统的工质,常见的有二氧化碳、氦等。其中以二氧化碳为工质可以减小压缩耗功,其研究最为广泛。
超临界二氧化碳布雷顿循环中,尤其是采用分流再压缩式布局的典型工艺流程,预冷器热侧入口的二氧化碳温度较高(130-170℃左右),冷却这部分低品位热量需要消耗大量的冷却水,极大的限制了其应用范围,同时使系统效率降低,其热量损失占比超过50%。
发明内容
为了解决上述现有技术中预冷器热侧存在大量低品位余热,直接通过冷却水预冷会造成热量损失和大量的冷却水消耗的缺陷,本发明提出了一种全回热布雷顿循环与吸收式制冷集成的电冷联供系统。
本发明采用以下技术方案:
一种全回热布雷顿循环与吸收式制冷集成的电冷联供系统,包括:超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统、预冷-锅炉耦合回热模块和吸收式电冷联供系统;
预冷-锅炉耦合回热模块包括换热单元和发生器;
超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统包括:主压缩机、再压缩压缩机、超临界二氧化碳透平、超临界二氧化碳发电机组、高温热源、热源换热器、高温回热器和低温回热器;
吸收式电冷联供系统包括:氨透平、氨发电机组、第一吸收器、第一加压泵、分流器、第一减压阀、第二吸收器、第二加压泵、第二减压阀、精馏塔、发生器、氨冷凝器、氨冷却器、节流阀、氨蒸发器和溶液回热模块;
所述换热单元和所述溶液回热模块内部均包括三条流道;所述低温回热器的热侧出口还通过换热单元的第一流道连接发生器的热侧入口,发生器的热侧出口通过换热单元的第二流道连接主压缩机的入口;
氨透平的出口通过溶液回热模块的第一条流道与第一吸收器的热侧液侧入口相连接,第一吸收器的热侧液侧出口与第一加压泵的入口相连接,第一加压泵的出口与分流器的入口相连接;分流器的第一出口通过第一减压阀的出口与第二吸收器的热侧液侧入口相连接,第二吸收器的热侧液侧出口与第二加压泵的入口相连接,第二加压泵的出口通过换热单元的第三流道与氨透平的入口相连接;
分流器的第二出口通过溶液回热模块的第二条流道与精馏塔的入口相连接,精馏塔的顶部气侧出口与氨冷凝器的热侧入口相连接,精馏塔的底部液侧出口与发生器的入口连接,发生器的出口通过溶液回热模块的第三条流道与第二减压阀的入口相连接,第二减压阀的出口与第一吸收器的热侧气侧入口相连接;氨冷凝器的热侧出口与氨冷却器的热侧入口相连接,氨冷却器的热侧出口通过节流阀与氨蒸发器的冷侧入口相连接,氨蒸发器的冷侧出口与氨冷却器的冷侧入口相连接,氨冷却器的冷侧出口与第二吸收器的气侧入口相连接。
优选的,所述溶液回热模块包括溶液回热器和溶液回热器;氨透平的出口与溶液回热器的热侧入口相连接,溶液回热器的热侧出口与第一吸收器的热侧液侧入口相连接;分流器的第二出口与溶液回热器的冷侧入口相连接,溶液回热器的冷侧出口与溶液回热器的冷侧入口相连接,溶液回热器的冷侧出口与精馏塔的入口相连接;发生器的出口与溶液回热器的热侧入口相连接,溶液回热器的热侧出口与第二减压阀的入口相连接;
或者,所述溶液回热模块采用多股流换热器。
优选的,所述换热单元包括第一余热换热器和第二余热换热器;所述低温回热器的热侧出口与第一余热换热器的热侧入口相连接,第一余热换热器的热侧出口与发生器的热侧入口相连接,发生器的热侧出口与第二余热换热器的热侧入口相连接,第二余热换热器的热侧出口与主压缩机的入口相连接;第二加压泵的出口与第二余热换热器的冷侧入口相连接,第二余热换热器的冷侧出口与第一余热换热器的冷侧入口相连接,第一余热换热器的冷侧出口与氨透平的入口相连接;
或者,所述换热单元采用多股流换热器。
优选的,所述吸收式电冷联供系统中的循环介质为氨水混合物。
优选的,第一余热换热器的冷侧出口输出的氨水浓溶液摩尔分数为0.65~0.90,压力为3.0~10.0 MPa, 温度为140~240℃;
优选的,第一余热换热器的氨水浓溶液侧与二氧化碳侧的质量流量比为0.15~0.45。
优选的,第一吸收器的热侧液侧进口氨水溶液摩尔分数为0.05~0.50,第一吸收器的热侧液侧出口氨水溶液摩尔分数为0.30~0.60,温度为15~45℃;
氨冷却器的冷侧出口温度为15~45℃,第一余热换热器的热侧出口温度为35~45℃,出口压力为7.5~8.5 MPa;
氨蒸发器的制冷温度为-25~15℃,其中氨摩尔分数≥95%;
优选的,工作时,当第二余热换热器冷侧和热侧的温差小于预设温差阈值,则降低氨冷凝器出口侧的质量流量。
优选的,主压缩机的出口与低温回热器的冷侧入口相连接,低温回热器的冷侧出口与再压缩压缩机的出口均与高温回热器的冷侧入口相连接,高温回热器的冷侧出口与热源换热器的冷侧入口相连接,热源换热器的冷侧出口与超临界二氧化碳透平的入口相连接;高温热源的出口与热源换热器的热侧入口相连接,热源换热器的热侧出口与高温热源的入口相连接;超临界二氧化碳透平的出口与高温回热器的热侧入口相连接,高温回热器的热侧出口与低温回热器的热侧入口相连接,低温回热器的热侧出口分别连接第一余热换热器的热侧入口和再压缩压缩机的入口。
优选的,低温回热器、高温回热器和热源换热器采用印刷电路板式换热器、缠绕管式换热器或者微管管壳式换热器。
本发明的优点在于:
(1)将超临界二氧化碳布雷顿循环系统与吸收式电冷联供系统结合起来,充分利用低温回热器出口的低压高温侧出口二氧化碳余热,再结合预冷-锅炉耦合回热系统,为吸收式电冷联供系统提供热量,可以充分利用低温回热器出口的低温余热,去掉布雷顿循环所需的大量冷却水及预冷器需求,减小高温回热器和低温回热器的投资成本,提高布雷顿系统的发电效率。
(2)本发明适用于可充分利用光伏、光热、地热能、核能等为高温热源,但发电系统周边缺少冷却水源的地区,解决了发电系统中的冷却塔需要消耗大量的宝贵水源,同时,闭式冷却水系统造价太高,难以承受,高效二氧化碳布雷顿循环系统难以实施工程化应用的困境。
(3)本发明中,通过吸收式电冷联供系统,以非共沸二元混合工质氨水溶液,与显热变温热源可实现较好的温度匹配,减少换热㶲损失;通过调整氨水溶液浓度差,可以实现与恒温冷源如冷却水之间的较好温度匹配,减少换热熵增。
(4)本发明中,通过精馏塔精馏,利用液氨节流,产生额外的制冷效果,从而进一步提高布雷顿系统本身效率及热源的综合能源利用效率。
附图说明
图1为一种全回热布雷顿循环与吸收式制冷集成的电冷联供系统示意图;
图2为另一种全回热布雷顿循环与吸收式制冷集成的电冷联供系统示意图。
超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统包括:1-1、主压缩机;1-2、再压缩压缩机;1-3、超临界二氧化碳透平;1-4、超临界二氧化碳发电机组;1-5、高温热源;1-6、热源换热器;1-7、高温回热器;1-8、低温回热器;
预冷-锅炉耦合回热模块包括:2’、换热单元;2-1、第一余热换热器;2-2、第二余热换热器;2-3、发生器;
吸收式电冷联供系统包括:3-1、氨透平;3-2、氨发电机组;3-4、第一吸收器;3-5、第一加压泵;3-6、分流器;3-7、第一减压阀;3-8、第二吸收器;3-9、第二加压泵;3-11、第二减压阀;3-12、精馏塔;3-13、氨蒸发器;3-14、氨冷凝器;3-15、氨冷却器;3-16、节流阀;
3’、溶液回热模块;3-3、溶液回热器;3-10、溶液回热器;
实施方式
本实施方式提出的一种全回热布雷顿循环与吸收式制冷集成的电冷联供系统,包括:超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统、预冷-锅炉耦合回热模块和吸收式电冷联供系统。预冷-锅炉耦合回热模块包括换热单元2’和发生器2-3,所述换热单元2’内部包括三条流道。
参照图1、图2;超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统包括:主压缩机1-1、再压缩压缩机1-2、超临界二氧化碳透平1-3、超临界二氧化碳发电机组1-4、高温热源1-5、热源换热器1-6、高温回热器1-7和低温回热器1-8。低温回热器1-8、高温回热器1-7和热源换热器1-6采用印刷电路板式换热器、缠绕管式换热器或者微管管壳式换热器。
主压缩机1-1的出口与低温回热器1-8的冷侧入口相连接,低温回热器1-8的冷侧出口与再压缩压缩机1-2的出口均与高温回热器1-7的冷侧入口相连接,高温回热器1-7的冷侧出口与热源换热器1-6的冷侧入口相连接,热源换热器1-6的冷侧出口与超临界二氧化碳透平1-3的入口相连接;高温热源1-5的出口与热源换热器1-6的热侧入口相连接,热源换热器1-6的热侧出口与高温热源1-5的入口相连接;超临界二氧化碳透平1-3的出口与高温回热器1-7的热侧入口相连接,高温回热器1-7的热侧出口与低温回热器1-8的热侧入口相连接,低温回热器1-8的热侧出口分别连接换热单元2’的入口和再压缩压缩机1-2的入口。
低温回热器1-8的热侧出口还通过换热单元2’的第一流道接入吸收式电冷联供系统,低温回热器1-8的热侧出口输出的二氧化碳介质与吸收式电冷联供系统中的循环介质换热后回流到主压缩机1-1的输入口。
如此,通过吸收式电冷联供系统对于超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统中向主压缩机1-1回流的二氧化碳介质进一步吸热,既实现了低温热的回收利用,又进一步降低了主压缩机1-1输入的二氧化碳介质的温度,从而进一步减小了主压缩机1-1的压缩耗功。
本实施方式中,超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统的工作原理为:
热源换热器1-6中冷侧的超临界二氧化碳经换热变成高温高压超临界二氧化碳,该高温高压超临界二氧化碳进入超临界二氧化碳透平1-3做功并通过发电机组1-4向外输出电量;二氧化碳透平1-3输出的高温低压二氧化碳依次经过高温回热器1-7的热侧和低温回热器1-8的热侧,即二氧化碳透平1-3输出的高温低压二氧化碳作为高温回热器1-7和低温回热器1-8的热源经充分放热后变为低温回热器1-8热侧出口输出的低温低压超临界二氧化碳。
该低温低压超临界二氧化碳分为两股,其中一股低温低压二氧化碳进入再压缩压缩机1-2升压,然后继续在超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统内循环,以保证超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统内介质的充分循环。
另一股低温低压二氧化碳进入换热单元2’作为热源,其通过换热单元2’的第一流道进入发生器2-3,从发生器2-3流出后再经过换热单元2’的第二流道流入主压缩机1-1的输入口。如此,通过换热单元2’连通超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统和吸收式电冷联供系统,使得超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统中的二氧化碳介质在循环过程中为发生器2-3供热,提高了超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统的热回收效率。
主压缩机1-1输出的高压低温超临界二氧化碳进入低温回热器1-8的冷侧被加热至一定温度后,与再压缩压缩机1-2出口的高压超临界二氧化碳汇合,汇合后的超临界二氧化碳进入高温回热器1-7的冷侧与透平1-3输入高温回热器1-7的热侧的低压高温超临界二氧化碳进行充分换热;高温回热器1-7的冷侧的二氧化碳回热后进入热源换热器1-6以吸收高温热源1-5侧的热量进一步升温,成为高温高压的超临界流体;该高温高压的超临界流体从热源换热器1-6的冷侧出口进入二氧化碳透平1-3,完成超临界二氧化碳布雷顿循环流程;
本实施方式中,换热单元2’包括第一余热换热器2-1和第二余热换热器2-2。第一余热换热器2-1热侧作为换热单元2’的第一流道,第二余热换热器2-2热侧作为换热单元2’的第二流道。低温回热器1-8输入吸收式电冷联供系统的低温低压二氧化碳流经第一余热换热器2-1热侧、发生器2-3热侧和第二余热换热器2-2热侧充分放热后进入主压缩机1-1被压缩,
第二余热换热器2-2热侧出口输出的二氧化碳的温度略高于二氧化碳临界状态点,实现了二氧化碳的充分放热。
第一余热换热器2-1的冷侧和第二余热换热器2-2的冷侧串联形成换热单元2’的第三流道。
参照图1、图2;吸收式电冷联供系统包括:氨透平3-1、氨发电机组3-2、第一吸收器3-4、第一加压泵3-5、分流器3-6、第一减压阀3-7、第二吸收器3-8、第二加压泵3-9、第二减压阀3-11、精馏塔3-12、发生器2-3、氨冷凝器3-14、氨冷却器3-15、节流阀3-16、氨蒸发器3-13和溶液回热模块3’。所述溶液回热模块3’内部包括三条流道。
所述低温回热器1-8的热侧出口还通过换热单元2’的第一流道连接发生器2-3的热侧入口,发生器2-3的热侧出口通过换热单元2’的第二流道连接主压缩机1-1的入口。
氨透平3-1的出口通过溶液回热模块3’的第一条流道与第一吸收器3-4的热侧液侧入口相连接,第一吸收器3-4的热侧液侧出口与第一加压泵3-5的入口相连接,第一加压泵3-5的出口与分流器3-6的入口相连接;分流器3-6的第一出口通过第一减压阀3-7的出口与第二吸收器3-8的热侧液侧入口相连接,第二吸收器3-8的热侧液侧出口与第二加压泵3-9的入口相连接,第二加压泵3-9的出口通过换热单元2’的第三流道与氨透平3-1的入口相连接。
分流器3-6的第二出口通过溶液回热模块3’的第二条流道与精馏塔3-12的入口相连接,精馏塔3-12的顶部气侧出口与氨冷凝器3-14的热侧入口相连接,精馏塔3-12的底部液侧出口与发生器2-3的入口连接,发生器2-3的出口通过溶液回热模块3’的第三条流道与第二减压阀3-11的入口相连接,第二减压阀3-11的出口与第一吸收器3-4的热侧气侧入口相连接;氨冷凝器3-14的热侧出口与氨冷却器3-15的热侧入口相连接,氨冷却器3-15的热侧出口通过节流阀3-16与氨蒸发器3-13的冷侧入口相连接,氨蒸发器3-13的冷侧出口与氨冷却器3-15的冷侧入口相连接,氨冷却器3-15的冷侧出口与第二吸收器3-8的气侧入口相连接。
具体的,本实施方式中,所述溶液回热模块3’包括第一溶液回热器3-3和第二溶液回热器3-10。溶液回热器3-3的热侧作为溶液回热模块3’的第一条流道,溶液回热器3-3的冷侧和溶液回热器3-10的冷侧串联形成溶液回热模块3’的第二条流道。溶液回热器3-10的热侧作为溶液回热模块3’的第三条流道。即,氨透平3-1的出口与溶液回热器3-3的热侧入口相连接,溶液回热器3-3的热侧出口与第一吸收器3-4的热侧液侧入口相连接;分流器3-6的第二出口与溶液回热器3-3的冷侧入口相连接,溶液回热器3-3的冷侧出口与溶液回热器3-10的冷侧入口相连接,溶液回热器3-10的冷侧出口与精馏塔3-12的入口相连接;发生器2-3的出口与溶液回热器3-10的热侧入口相连接,溶液回热器3-10的热侧出口与第二减压阀3-11的入口相连接。
本实施方式中,第一吸收器3-4将热侧液侧入口输入的氨水浓溶液和热侧气侧入口输入的氨水稀溶液混合后形成饱和状态的氨水溶液,该饱和状态下的氨水溶液记作基本浓度的氨水溶液。
具体的,本实施方式中,低温高压氨水浓溶液作为冷源,在换热单元2’中充分吸收低温回热器1-8热侧出口输出的低温低压超临界二氧化碳的热量,变为高温高压的气态氨水混合物进入氨透平3-1做功,并通过发电机组3-2向外输出电量。具体的,
氨透平3-1出口的低压高温氨水混合物蒸汽进入溶液回热器3-3热侧与溶液回热器3-3冷侧的基本浓度的低温高压氨水溶液进行换热降温,溶液回热器3-3热侧出口输出的氨水混合物蒸汽进入第一吸收器3-4与第一吸收器3-4的热侧气侧入口输入的氨水稀溶液充分混合后放出热量,形成基本浓度的氨水溶液;该氨水溶液经由第一加压泵3-5加压后被分流器3-6分为两股,其中一股经第一减压阀3-7减压后进入第二吸收器3-8;另一股被输送至溶液回热器3-3冷侧作为基本浓度的低温高压氨水溶液,用于充分吸收来自于氨透平3-1输出的低压高温氨水混合物蒸汽的余热;溶液回热器3-3冷侧出口输出的氨水溶液进入溶液回热器3-10的冷侧进一步吸收来自于发生器2-3输出至溶液回热器3-10的热侧的氨水稀溶液的热量;溶液回热器3-10的冷侧输出的氨水溶液进入精馏塔3-12进行氨精馏提纯,精馏塔3-12顶部出口输出的氨蒸汽的质量分数在98%左右,该氨蒸汽进入冷凝器3-14被冷凝为饱和液氨;该饱和液氨进入氨冷却器3-15热侧进一步放热至过冷状态,氨冷却器3-15热侧输出的过冷氨液经节流阀3-16节流等焓降压后进入蒸发器3-13,以便为蒸发器3-13内的冷冻水提供冷量,产生制冷效果;蒸发器3-13的出口输出低温氨蒸汽,该低温氨蒸汽进入氨冷却器3-15冷侧并吸收氨冷却器3-15热侧的氨溶液的热量,氨冷却器3-15冷侧输出的氨蒸汽进入第二吸收器3-8与来自于第一吸收器3-4出口的基本浓度氨溶液混合后成为氨水浓溶液,该氨水浓溶液通过换热单元2’的第二流道回流到氨透平3-1中,以进一步在换热单元2’换热,提高超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统的热回收效率。,精馏塔3-12底部输出的氨水稀溶液进入溶液回热器3-10的热侧放热;溶液回热器3-10的热侧输出的氨水稀溶液经第二减压阀3-11减压后进入第一吸收器3-4,与氨透平3-1输出的氨浓溶液混合,成为基本浓度的氨水溶液。
工作过程中,当第二余热换热器2-2冷侧和热侧的温差小于预设温差阈值,则降低氨冷凝器3-14出口侧的质量流量,以第一吸收器3-4出口输出的氨水稀溶液和第二吸收器3-8出口输出的氨水浓溶液之间的浓度差,从而改善吸收式电冷联供系统的运行效率,并增加第一余热换热器2-1冷侧和热侧的温度差,进一步提高超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统的热回收效率,以实现全回热。
以上针对换热单元2’和溶液回热模块3’,给出了具体的实现方式,以方便对系统结构和各工作原理进行说明。具体实施时,所述换热单元2’采用多股流换热器,所述溶液回热模块3’采用多股流换热器,可进一步提高联供系统结构更加紧凑,节省占地面积,且调节控制上不会增加额外的难度。
实施例
本实施例中的系统如图1所示,以下结合表1所示的具体的工况数据对本发明提供的全回热布雷顿循环与吸收式制冷集成的电冷联供系统进行说明。
表1 主要设备进出口流股状态表
本实施例中,由表1可以看出,低温回热器1-8热侧出口超临界二氧化碳的温度为442.35 K,压力为7550 kPa,而主压缩机1-1的超临界二氧化碳为进口压力308.15 K,压力为7400 kPa,在常规的超临界二氧化碳布雷顿循环中,这部分流股所携带的热量在预冷器中直接被环境温度下的冷却水所消耗,以流经超临界二氧化碳透平1-3的质量流量为100kg/s为例,流经主压缩机的质量流量为61.91 kg/s,布雷顿循环系统损失的总热量Q为12.6MW,热源换热器1-6的冷侧进口温度672.23 K,压力为24800 kPa,热源换热器1-6的冷侧出口温度823.15 K,压力为24700 kPa,此时,高温热源1-5提供的总热量为18.8 MW,则,超临界二氧化碳布雷顿循环系统效率为(1-12.6/18.8)=32.98%。
当采用本发明所提出的一种全回热布雷顿循环与吸收式制冷集成的电冷联供系统时,低温回热器1-8热侧出口的超临界二氧化碳进入换热单元2’,将所携带的低品位余热作为氨水吸收式电冷联供系统的锅炉的热源,在一组针对所提出的联供系统运行工况下,超临界二氧化碳布雷顿系统的净发电量为6.2 MW, 氨水吸收式电冷联供系统的的净发电量为2.77 MW,制冷量为0.07 MW,电冷联供联合循环系统效率为(6.2+2.77+0.07)/18.8 =48.08%。
可见,本实施例中,通过超临界二氧化碳布雷顿系统与氨水吸收式电冷联供系统联合,省去了大量的冷却水消耗,大大提高了系统的综合能源利用效率,同时额外提供制冷量,满足了多样化的用能需求。
以上仅为本发明创造的较佳实施例而已,并不用以限制本发明创造,凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明创造的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种全回热布雷顿循环与吸收式制冷集成的电冷联供系统,其特征在于,包括:超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统、预冷-锅炉耦合回热模块和吸收式电冷联供系统;
超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统包括:主压缩机(1-1)、再压缩压缩机(1-2)、超临界二氧化碳透平(1-3)、超临界二氧化碳发电机组(1-4)、高温热源(1-5)、热源换热器(1-6)、高温回热器(1-7)和低温回热器(1-8);
预冷-锅炉耦合回热模块包括换热单元(2’)和发生器(2-3);
吸收式电冷联供系统包括:氨透平(3-1)、氨发电机组(3-2)、第一吸收器(3-4)、第一加压泵(3-5)、分流器(3-6)、第一减压阀(3-7)、第二吸收器(3-8)、第二加压泵(3-9)、第二减压阀(3-11)、精馏塔(3-12)、氨冷凝器(3-14)、氨冷却器(3-15)、节流阀(3-16)、氨蒸发器(3-13)和溶液回热模块(3’);
所述换热单元(2’)和所述溶液回热模块(3’)内部均包括三条流道;所述低温回热器(1-8)的热侧出口还通过换热单元(2’)的第一流道连接发生器(2-3)的热侧入口,发生器(2-3)的热侧出口通过换热单元(2’)的第二流道连接主压缩机(1-1)的入口;
氨透平(3-1)的出口通过溶液回热模块(3’)的第一条流道与第一吸收器(3-4)的热侧液侧入口相连接,第一吸收器(3-4)的热侧液侧出口与第一加压泵(3-5)的入口相连接,第一加压泵(3-5)的出口与分流器(3-6)的入口相连接;分流器(3-6)的第一出口通过第一减压阀(3-7)的出口与第二吸收器(3-8)的热侧液侧入口相连接,第二吸收器(3-8)的热侧液侧出口与第二加压泵(3-9)的入口相连接,第二加压泵(3-9)的出口通过换热单元(2’)的第三流道与氨透平(3-1)的入口相连接;
分流器(3-6)的第二出口通过溶液回热模块(3’)的第二条流道与精馏塔(3-12)的入口相连接,精馏塔(3-12)的顶部气侧出口与氨冷凝器(3-14)的热侧入口相连接,精馏塔(3-12)的底部液侧出口与发生器(2-3)的入口连接,发生器(2-3)的出口通过溶液回热模块(3’)的第三条流道与第二减压阀(3-11)的入口相连接,第二减压阀(3-11)的出口与第一吸收器(3-4)的热侧气侧入口相连接;氨冷凝器(3-14)的热侧出口与氨冷却器(3-15)的热侧入口相连接,氨冷却器(3-15)的热侧出口通过节流阀(3-16)与氨蒸发器(3-13)的冷侧入口相连接,氨蒸发器(3-13)的冷侧出口与氨冷却器(3-15)的冷侧入口相连接,氨冷却器(3-15)的冷侧出口与第二吸收器(3-8)的气侧入口相连接。
2.如权利要求1所述的全回热布雷顿循环与吸收式制冷集成的电冷联供系统,其特征在于,所述溶液回热模块(3’)包括第一溶液回热器(3-3)和第二溶液回热器(3-10);氨透平(3-1)的出口与第一溶液回热器(3-3)的热侧入口相连接,第一溶液回热器(3-3)的热侧出口与第一吸收器(3-4)的热侧液侧入口相连接;分流器(3-6)的第二出口与第一溶液回热器(3-3)的冷侧入口相连接,第一溶液回热器(3-3)的冷侧出口与第二溶液回热器(3-10)的冷侧入口相连接,第二溶液回热器(3-10)的冷侧出口与精馏塔(3-12)的入口相连接;发生器(2-3)的出口与第二溶液回热器(3-10)的热侧入口相连接,第二溶液回热器(3-10)的热侧出口与第二减压阀(3-11)的入口相连接;
或者,所述溶液回热模块(3’)采用多股流换热器。
3.如权利要求1所述的全回热布雷顿循环与吸收式制冷集成的电冷联供系统,其特征在于,所述换热单元(2’)包括第一余热换热器(2-1)和第二余热换热器(2-2);所述低温回热器(1-8)的热侧出口与第一余热换热器(2-1)的热侧入口相连接,第一余热换热器(2-1)的热侧出口与发生器(2-3)的热侧入口相连接,发生器(2-3)的热侧出口与第二余热换热器(2-2)的热侧入口相连接,第二余热换热器(2-2)的热侧出口与主压缩机的入口相连接;第二加压泵(3-9)的出口与第二余热换热器(2-2)的冷侧入口相连接,第二余热换热器(2-2)的冷侧出口与第一余热换热器(2-1)的冷侧入口相连接,第一余热换热器(2-1)的冷侧出口与氨透平(3-1)的入口相连接;
或者,所述换热单元(2’)采用多股流换热器。
4.如权利要求1所述的全回热布雷顿循环与吸收式制冷集成的电冷联供系统,其特征在于,所述吸收式电冷联供系统中的循环介质为氨水混合物。
5.如权利要求4所述的全回热布雷顿循环与吸收式制冷集成的电冷联供系统,其特征在于,第一余热换热器(2-1)的冷侧出口输出的氨水浓溶液摩尔分数为0.65~0.90,压力为3.0~10.0 MPa, 温度为140~240℃。
6.如权利要求5所述的全回热布雷顿循环与吸收式制冷集成的电冷联供系统,其特征在于,第一余热换热器(2-1)的氨水浓溶液侧与二氧化碳侧的质量流量比为0.15~0.45。
7.如权利要求6所述的全回热布雷顿循环与吸收式制冷集成的电冷联供系统,其特征在于,第一吸收器(3-4)的热侧液侧进口氨水溶液摩尔分数为0.05~0.50,第一吸收器(3-4)的热侧液侧出口氨水溶液摩尔分数为0.30~0.60,温度为15~45℃;
氨冷却器(3-15)的冷侧出口温度为15~45℃,第一余热换热器(2-1)的热侧出口温度为35~45℃,出口压力为7.5~8.5 MPa;
氨蒸发器(3-13)的制冷温度为-25~15℃,其中氨摩尔分数≥95%。
8.如权利要求4所述的全回热布雷顿循环与吸收式制冷集成的电冷联供系统,其特征在于,工作时,当第二余热换热器(2-2)冷侧和热侧的温差小于预设温差阈值,则降低氨冷凝器(3-14)出口侧的质量流量。
9.如权利要求1所述的全回热布雷顿循环与吸收式制冷集成的电冷联供系统,其特征在于,主压缩机(1-1)的出口与低温回热器(1-8)的冷侧入口相连接,低温回热器(1-8)的冷侧出口与再压缩压缩机(1-2)的出口均与高温回热器(1-7)的冷侧入口相连接,高温回热器(1-7)的冷侧出口与热源换热器(1-6)的冷侧入口相连接,热源换热器(1-6)的冷侧出口与超临界二氧化碳透平(1-3)的入口相连接;高温热源(1-5)的出口与热源换热器(1-6)的热侧入口相连接,热源换热器(1-6)的热侧出口与高温热源(1-5)的入口相连接;超临界二氧化碳透平(1-3)的出口与高温回热器(1-7)的热侧入口相连接,高温回热器(1-7)的热侧出口与低温回热器(1-8)的热侧入口相连接,低温回热器(1-8)的热侧出口分别连接第一余热换热器(2-1)的热侧入口和再压缩压缩机(1-2)的入口。
10.如权利要求1至9任一项所述的一种全回热布雷顿循环与吸收式制冷集成的电冷联供系统,其特征在于,低温回热器(1-8)、高温回热器(1-7)和热源换热器(1-6)采用印刷电路板式换热器、缠绕管式换热器或者微管管壳式换热器。
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