CN114810256A - 一种火电机组与二氧化碳布雷顿循环发电系统 - Google Patents

一种火电机组与二氧化碳布雷顿循环发电系统 Download PDF

Info

Publication number
CN114810256A
CN114810256A CN202210547103.4A CN202210547103A CN114810256A CN 114810256 A CN114810256 A CN 114810256A CN 202210547103 A CN202210547103 A CN 202210547103A CN 114810256 A CN114810256 A CN 114810256A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heater
pressure heater
low pressure
low
high pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210547103.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114810256B (zh
Inventor
张明理
蔺奕存
伍刚
闫文辰
张泉
王涛
普建国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd filed Critical Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Priority to CN202210547103.4A priority Critical patent/CN114810256B/zh
Publication of CN114810256A publication Critical patent/CN114810256A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114810256B publication Critical patent/CN114810256B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
    • F01K25/10Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours the vapours being cold, e.g. ammonia, carbon dioxide, ether
    • F01K25/103Carbon dioxide
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K11/00Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers
    • F01K11/02Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers the engines being turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K17/00Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
    • F01K17/02Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant for heating purposes, e.g. industrial, domestic

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种火电机组与二氧化碳布雷顿循环发电系统,包括1#高压加热器、2#高压加热器、3#高压加热器、除氧器、5#低压加热器、6#低压加热器、7#低压加热器、8#低压加热器、凝汽器、中间冷却器、低压压缩机、高压压缩机、电动机、2#加热器、低压缸透平机、发电机、回热器、1#加热器、高压缸透平机及预冷器,该系统能够实现火电机组与CO2布雷顿循环发电系统耦合,以降低厂能耗和厂用电,提高机组的利用率。

Description

一种火电机组与二氧化碳布雷顿循环发电系统
技术领域
本发明涉及一种发电系统,具体涉及一种火电机组与二氧化碳布雷顿循环发电系统。
背景技术
目前,火电机组仍承担国内电网主要责任。然而,火电机组存在着运行成本高、设备寿命低和污染大等问题。近些年来,随着大力发展新能源发电,虽然能缓解传统火电机组压力。但是,仍存在很多问题。与传统火力发电相比,CO2布雷顿循环发电系统以二氧化碳为工质的布雷顿循环,相比较于水,二氧化碳在其临界点附近具有高密度、低黏性及良好的热稳定性,可以大大降低整个机组的占地面积,进而提高效率并降低维修成本。但是,由于生产成本高和高耗能,一直不能被广泛应用。目前,还没有专利将火电机组与CO2布雷顿循环发电系统的辅助设备相耦合。现有技术均不能很好将火电机组与CO2布雷顿循环发电系统的辅助设备相耦合起来,以降低厂能耗和厂用电,提高机组的利用率。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供了一种火电机组与二氧化碳布雷顿循环发电系统,该系统能够实现火电机组与CO2布雷顿循环发电系统耦合,以降低厂能耗和厂用电,提高机组的利用率。
为达到上述目的,本发明所述的火电机组与二氧化碳布雷顿循环发电系统包括1#高压加热器、2#高压加热器、3#高压加热器、除氧器、5#低压加热器、6#低压加热器、7#低压加热器、8#低压加热器、凝汽器、中间冷却器、低压压缩机、高压压缩机、电动机、2#加热器、低压缸透平机、发电机、回热器、1#加热器、高压缸透平机及预冷器;
凝汽器的出口依次经8#低压加热器的管侧、7#低压加热器的管侧、6#低压加热器的管侧及5#低压加热器的管侧与除氧器的入口相连通,除氧器的出口经3#高压加热器的管侧及2#高压加热器的管侧与1#高压加热器的管侧相连通;
1#高压加热器的壳侧经2#高压加热器的壳侧及3#高压加热器的壳侧与除氧器的入口相连通;5#低压加热器的壳侧经6#低压加热器的壳侧、7#低压加热器的壳侧及8#低压加热器的壳侧与凝汽器的入口相连通;
凝汽器的出口与预冷器的管侧入口及中间冷却器的管侧入口相连通,预冷器的管侧出口及中间冷却器的管侧出口与6#低压加热器的管侧入口相连通;
预冷器的壳侧出口经低压压缩机、中间冷却器的壳侧、高压压缩机、回热器的吸热侧及1#加热器的壳侧与高压缸透平机的入口相连通,高压缸透平机的出口经2#加热器的壳侧与低压缸透平机的入口相连通;
5段抽汽管道与5#低压加热器的壳侧、1#加热器的管侧入口及2#加热器的管侧入口相连通,1#加热器的管侧出口及2#加热器的管侧出口与6#低压加热器的壳侧相连通;
低压缸透平机的排汽口经回热器的放热侧与预冷器的壳侧入口相连通;
低压压缩机、高压压缩机及电动机相连接;高压缸透平机、低压缸透平机及发电机相连接。
高压缸透平机、低压缸透平机及发电机同轴布置。
低压压缩机、高压压缩机及电动机同轴布置。
除氧器的出口经给水泵、3#高压加热器的管侧及2#高压加热器的管侧与1#高压加热器的管侧相连通。
凝汽器的出口依次经凝结水泵、8#低压加热器的管侧、7#低压加热器的管侧、6#低压加热器的管侧及5#低压加热器的管侧与除氧器的入口相连通。
凝结水泵的出口与预冷器的管侧入口及中间冷却器的管侧入口相连通。
本发明具有以下有益效果:
本发明所述的火电机组与二氧化碳布雷顿循环发电系统在具体操作时,在压缩储能阶段,利用高压压缩机及低压压缩机产生的压缩热加热火电机组的凝结水,提高给水温度,CO2释能阶段,利用火电机组5段抽汽加热进入低压缸透平机及高压缸透平机的CO2,以实现火电机组与CO2布雷顿循环发电系统耦合,以降低厂能耗和厂用电,提高机组的利用率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中,1为1#高压加热器、2为2#高压加热器、3为3#高压加热器、4为除氧器、5为5#低压加热器、6为6#低压加热器、7为7#低压加热器、8为8#低压加热器、9为凝汽器、10为给水泵、11为凝结水泵、12为中间冷却器、13为低压压缩机、14为高压压缩机、15为电动机、16为2#加热器、17为低压缸透平机、18为发电机、19为回热器、20为1#加热器、21为高压缸透平机、22为预冷器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,不是全部的实施例,而并非要限制本发明公开的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的,其中为了清楚表达的目的,放大了某些细节,并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的,实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差,并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
参考图1,本发明所述的火电机组与二氧化碳布雷顿循环发电系统包括1#高压加热器1、2#高压加热器2、3#高压加热器3、除氧器4、5#低压加热器5、6#低压加热器6、7#低压加热器7、8#低压加热器8、凝汽器9、给水泵10、凝结水泵11、中间冷却器12、低压压缩机13、高压压缩机14、电动机15、2#加热器16、低压缸透平机17、发电机18、回热器19、1#加热器20、高压缸透平机21及预冷器22;
凝汽器9的出口依次经8#低压加热器8的管侧、7#低压加热器7的管侧、6#低压加热器6的管侧及5#低压加热器5的管侧与除氧器4的入口相连通,除氧器4的出口经给水泵10、3#高压加热器3的管侧及2#高压加热器2的管侧与1#高压加热器1的管侧相连通;
1#高压加热器1的壳侧经2#高压加热器2的壳侧及3#高压加热器3的壳侧与除氧器4的入口相连通;5#低压加热器5的壳侧经6#低压加热器6的壳侧、7#低压加热器7的壳侧及8#低压加热器8的壳侧与凝汽器9的入口相连通;
凝结水泵11的出口与预冷器22的管侧入口及中间冷却器12的管侧入口相连通,预冷器22的管侧出口及中间冷却器12的管侧出口与6#低压加热器6的管侧入口相连通;
预冷器22的壳侧出口经低压压缩机13、中间冷却器12的壳侧、高压压缩机14、回热器19的吸热侧及1#加热器20的壳侧与高压缸透平机21的入口相连通,高压缸透平机21的出口经2#加热器16的壳侧与低压缸透平机17的入口相连通;
5段抽汽管道与5#低压加热器5的壳侧、1#加热器20的管侧入口及2#加热器16的管侧入口相连通,1#加热器20的管侧出口及2#加热器16的管侧出口与6#低压加热器6的壳侧相连通;
低压缸透平机17的排汽口经回热器19的放热侧与预冷器22的壳侧入口相连通。
低压压缩机13、高压压缩机14及电动机15同轴布置;高压缸透平机21、低压缸透平机17及发电机18同轴布置。
本发明在工作时,凝结水从凝汽器9出来后经过凝结水泵11、8#低压加热器8、7#低压加热器7、6#低压加热器6及5#低压加热器5进入除氧器4;锅炉给水从除氧器4出来后经给水泵10、3#高压加热器3、2#高压加热器2及1#高压加热器1进入锅炉;1#高压加热器1、2#高压加热器2及3#高压加热器3的正常疏水串联起来最后进入除氧器4;5#低压加热器5、6#低压加热器6、7#低压加热器7、8#低压加热器8的正常疏水一次串联起来最后进入凝汽器9。
CO2依次经过高压压缩机14及低压压缩机13增压,然后经过回热器19及1#加热器20,再进入高压缸透平机21做功,最后经过回热器19和预冷器22进入压缩机。
凝结水泵11输出的凝结水经预冷器22及中间冷却器12的管侧后进入到7#低压加热器7的壳侧中。
1#加热器20及2#加热器16的热源来自5段抽汽口,其凝结水最后汇入到6#低压加热器6的壳侧中。

Claims (8)

1.一种火电机组与二氧化碳布雷顿循环发电系统,其特征在于,包括1#高压加热器(1)、2#高压加热器(2)、3#高压加热器(3)、除氧器(4)、5#低压加热器(5)、6#低压加热器(6)、7#低压加热器(7)、8#低压加热器(8)、凝汽器(9)、中间冷却器(12)、低压压缩机(13)、高压压缩机(14)、电动机(15)、2#加热器(16)、低压缸透平机(17)、发电机(18)、回热器(19、1#加热器(20)、高压缸透平机(21)及预冷器(22);
凝汽器(9)的出口依次经8#低压加热器(8)的管侧、7#低压加热器(7)的管侧、6#低压加热器(6)的管侧及5#低压加热器(5)的管侧与除氧器(4)的入口相连通,除氧器(4)的出口经3#高压加热器(3)的管侧及2#高压加热器(2)的管侧与1#高压加热器(1)的管侧相连通;
1#高压加热器(1)的壳侧经2#高压加热器(2)的壳侧及3#高压加热器(3)的壳侧与除氧器(4)的入口相连通;5#低压加热器(5)的壳侧经6#低压加热器(6)的壳侧、7#低压加热器(7)的壳侧及8#低压加热器(8)的壳侧与凝汽器(9)的入口相连通;
凝汽器(9)的出口与预冷器(22)的管侧入口及中间冷却器(12)的管侧入口相连通,预冷器(22)的管侧出口及中间冷却器(12)的管侧出口与6#低压加热器(6)的管侧入口相连通;
预冷器(22)的壳侧出口经低压压缩机(13)、中间冷却器(12)的壳侧、高压压缩机(14)、回热器(19)的吸热侧及1#加热器(20)的壳侧与高压缸透平机(21)的入口相连通,高压缸透平机(21)的出口经2#加热器(16)的壳侧与低压缸透平机(17)的入口相连通;
5段抽汽管道与5#低压加热器(5)的壳侧、1#加热器(20)的管侧入口及2#加热器(16)的管侧入口相连通,1#加热器(20)的管侧出口及2#加热器(16)的管侧出口与6#低压加热器(6)的壳侧相连通;
低压缸透平机(17)的排汽口经回热器(19)的放热侧与预冷器(22)的壳侧入口相连通;
低压压缩机(13)、高压压缩机(14)及电动机(15)相连接;高压缸透平机(21)、低压缸透平机(17)及发电机(18)相连接。
2.根据权利要求1所述的火电机组与二氧化碳布雷顿循环发电系统,其特征在于,高压缸透平机(21)、低压缸透平机(17)及发电机(18)同轴布置。
3.根据权利要求1所述的火电机组与二氧化碳布雷顿循环发电系统,其特征在于,低压压缩机(13)、高压压缩机(14)及电动机(15)同轴布置。
4.根据权利要求1所述的火电机组与二氧化碳布雷顿循环发电系统,其特征在于,除氧器(4)的出口经给水泵(10)、3#高压加热器(3)的管侧及2#高压加热器(2)的管侧与1#高压加热器(1)的管侧相连通。
5.根据权利要求1所述的火电机组与二氧化碳布雷顿循环发电系统,其特征在于,凝汽器(9)的出口依次经凝结水泵(11)、8#低压加热器(8)的管侧、7#低压加热器(7)的管侧、6#低压加热器(6)的管侧及5#低压加热器(5)的管侧与除氧器(4)的入口相连通。
6.根据权利要求1所述的火电机组与二氧化碳布雷顿循环发电系统,其特征在于,凝结水泵(11)的出口与预冷器(22)的管侧入口及中间冷却器(12)的管侧入口相连通。
7.根据权利要求1所述的火电机组与二氧化碳布雷顿循环发电系统,其特征在于,凝结水从凝汽器(9)出来后经过凝结水泵(11)、8#低压加热器(8)、7#低压加热器(7)、6#低压加热器(6)及5#低压加热器(5)进入除氧器(4)。
8.根据权利要求1所述的火电机组与二氧化碳布雷顿循环发电系统,其特征在于,锅炉给水从除氧器(4)出来后经给水泵(10)、3#高压加热器(3)、2#高压加热器(2)及1#高压加热器(1)进入锅炉。
CN202210547103.4A 2022-05-19 2022-05-19 一种火电机组与二氧化碳布雷顿循环发电系统 Active CN114810256B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210547103.4A CN114810256B (zh) 2022-05-19 2022-05-19 一种火电机组与二氧化碳布雷顿循环发电系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210547103.4A CN114810256B (zh) 2022-05-19 2022-05-19 一种火电机组与二氧化碳布雷顿循环发电系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114810256A true CN114810256A (zh) 2022-07-29
CN114810256B CN114810256B (zh) 2023-04-28

Family

ID=82514549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210547103.4A Active CN114810256B (zh) 2022-05-19 2022-05-19 一种火电机组与二氧化碳布雷顿循环发电系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114810256B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106195983A (zh) * 2016-06-30 2016-12-07 西安热工研究院有限公司 新型燃煤超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统
CN205897088U (zh) * 2016-08-10 2017-01-18 西安热工研究院有限公司 一种超临界二氧化碳布雷顿循环燃煤发电机组
CN110318961A (zh) * 2019-08-05 2019-10-11 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 一种发电站的汽轮机组及其发电方法
CN210948818U (zh) * 2019-07-26 2020-07-07 华北电力大学 一种与co2循环和燃煤电站耦合的垃圾焚烧发电系统
CN111396154A (zh) * 2020-03-13 2020-07-10 东北电力大学 一种附加超临界二氧化碳循环的燃煤发电机组热力系统
CN214741510U (zh) * 2021-05-26 2021-11-16 西安热工研究院有限公司 超临界二氧化碳循环冷端余热辅助加热凝结水系统
CN113775492A (zh) * 2021-10-15 2021-12-10 西安热工研究院有限公司 一种共享设备的co2布雷顿与热泵联合循环系统及运行方法
WO2022037711A1 (zh) * 2020-12-28 2022-02-24 中国长江三峡集团有限公司 一种基于超临界二氧化碳动力循环结合海水淡化的灵活性动力电站及其调节方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106195983A (zh) * 2016-06-30 2016-12-07 西安热工研究院有限公司 新型燃煤超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统
CN205897088U (zh) * 2016-08-10 2017-01-18 西安热工研究院有限公司 一种超临界二氧化碳布雷顿循环燃煤发电机组
CN210948818U (zh) * 2019-07-26 2020-07-07 华北电力大学 一种与co2循环和燃煤电站耦合的垃圾焚烧发电系统
CN110318961A (zh) * 2019-08-05 2019-10-11 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 一种发电站的汽轮机组及其发电方法
CN111396154A (zh) * 2020-03-13 2020-07-10 东北电力大学 一种附加超临界二氧化碳循环的燃煤发电机组热力系统
WO2022037711A1 (zh) * 2020-12-28 2022-02-24 中国长江三峡集团有限公司 一种基于超临界二氧化碳动力循环结合海水淡化的灵活性动力电站及其调节方法
CN214741510U (zh) * 2021-05-26 2021-11-16 西安热工研究院有限公司 超临界二氧化碳循环冷端余热辅助加热凝结水系统
CN113775492A (zh) * 2021-10-15 2021-12-10 西安热工研究院有限公司 一种共享设备的co2布雷顿与热泵联合循环系统及运行方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114810256B (zh) 2023-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102022144B (zh) 一种具有乏汽回收功能的火力发电系统
CN101270675A (zh) 太阳能和燃煤机组混合的热发电系统
CN211900715U (zh) 一种高参数垃圾发电机组
CN205876407U (zh) 用于余热回收的超临界co2与有机朗肯联合循环系统
CN109057892B (zh) 一种塔槽结合太阳能光热与富氧燃煤机组耦合发电系统
CN109296413B (zh) 一种利用深层海水冷却的旁路二次再热发电装置及方法
CN207348906U (zh) 一种耦合太阳能的氢气-氧气燃烧联合循环发电系统
CN110318961B (zh) 一种发电站的汽轮机组及其发电方法
CN102505990B (zh) 凝汽式双工质燃气透平循环系统发电方法
CN110500637B (zh) 一种利用火力发电厂凝汽器乏汽的热网首站系统
CN116591791B (zh) 一种结合火电的压缩空气储能系统及运行方法
CN104612766A (zh) 应用于独立气化岛的饱和蒸汽轮机发电系统
CN114810256B (zh) 一种火电机组与二氧化碳布雷顿循环发电系统
CN214307058U (zh) 一种具有双工质的高效超临界二氧化碳锅炉
CN110821584A (zh) 一种超临界二氧化碳朗肯循环系统及联合循环系统
CN105508158B (zh) 一种耦合太阳能的天然气分布式能源系统
KR20190069994A (ko) 가스터빈을 이용한 복합 발전설비
CN216841849U (zh) 一种蒸汽与压缩空气储能耦合的系统
CN210123782U (zh) 一种超临界co2底循环的天然气燃料电池发电系统
CN209369886U (zh) 一种利用深层海水冷却的旁路二次再热发电装置
CN112096468A (zh) 与燃煤发电机组热力系统耦合的液态压缩空气储能系统
CN220415479U (zh) 一种耦合蒸汽引射器和背压小汽轮机的热电联产系统
CN112576328A (zh) 一种动力循环水电联产系统及其方法
CN220931103U (zh) 一种采用常压省煤器提升锅炉给水温度的余热回收系统
CN216691199U (zh) 一种气热电三联供能源站

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant