CN217761107U - 一种集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发电技术领域，具体涉及一种集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统。一种集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统，包括：依次连接的锅炉、汽轮机、第一发电机、压缩机和至少一个抽汽冷却器，抽汽冷却器还与汽轮机连接；给水回热组件，通过冷却器、调节阀与压缩机连接；二氧化碳透平，设于锅炉和给水回热组件之间，且连接有第二发电机；其中，第一发电机驱动压缩机将二氧化碳压缩后依次与抽汽冷却器和锅炉换热，再进入二氧化碳透平中做功，进入给水回热组件中，再经冷却器冷却后进入压缩机中，此时第二发电机发电。本实用新型提供了一种可以有效利用能源，减少换热损失，提升机组效率的集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统。

Description

一种集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统

技术领域

本实用新型涉及发电技术领域，具体涉及一种集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统。

背景技术

燃煤发电在保障能源安全、促进新能源消纳等方面扮演着重要角色。对于燃煤机组，汽轮机抽汽的过热度高，会造成回热换热过程的不可逆换热损失增加，影响系统经济性，且造成一定的能源浪费，机组效率较低。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的燃煤发电系统换热损失较大，能源浪费严重，机组效率较低的缺陷，从而提供一种可以有效利用能源，减少换热损失，提升机组效率的集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统，包括：

依次连接的锅炉、汽轮机、第一发电机、压缩机和至少一个抽汽冷却器，所述抽汽冷却器还与汽轮机连接；

给水回热组件，通过冷却器、调节阀与压缩机连接；

二氧化碳透平，设于所述锅炉和所述给水回热组件之间，且连接有第二发电机；

其中，第一发电机驱动压缩机将二氧化碳压缩后依次与所述抽汽冷却器和锅炉换热，再进入所述二氧化碳透平中做功，进入给水回热组件中，再经冷却器冷却后进入所述压缩机中，此时第二发电机发电。

可选地，所述汽轮机包括依次连接的高压缸、中压缸和低压缸，所述高压缸和中压缸均与所述锅炉连通，所述低压缸还与所述第一发电机连通，至少一个所述抽汽冷却器包括与所述高压缸连接的高压抽汽冷却器和与所述中压缸连接的中压抽汽冷却器，高压抽汽冷却器还与锅炉连接，中压抽汽冷却器还与压缩机连接，高压抽汽冷却器与中压抽汽冷却器连接。

可选地，所述给水回热组件包括依次连通设置的高压加热器、除氧器和低压加热器，所述高压加热器与所述二氧化碳透平和高压抽汽冷却器连接，中压抽汽冷却器还与高压加热器和除氧器连接，所述低压加热器与所述低压缸连接。

可选地，所述低压缸与所述低压加热器之间还设有凝汽器。

可选地，所述压缩机的进口压力为7.5－8.5MPa，进口温度为32－40℃，出口压力为20－25MPa。

可选地，所述锅炉内设有换热器，所述高压抽汽冷却器的出口与所述换热器连接，所述换热器的出口与二氧化碳透平连接。

可选地，所述锅炉的烟道内与所述换热器对应的位置设有省煤器，所述省煤器的进口与所述高压加热器的出口连通，靠近烟道的出口设有SCR脱硝装置。

可选地，所述省煤器和换热器之间设有挡板。

可选地，所述第二发电机还连接有电站辅机。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统，第一发电机驱动压缩机将二氧化碳压缩后依次与抽汽冷却器和锅炉换热，再进入二氧化碳透平中做功，进入给水回热组件中，再经冷却器冷却后进入压缩机中，此时第二发电机发电，从而将汽轮机中的过热热量通过二氧化碳动力循环转化为电力，带动用电设备运行，从而减少了能源的浪费，同时减少了换热损失；且二氧化碳透平出口工质还可代替汽轮机抽汽加热给水回热组件中的水，以减少汽轮机抽汽，增加电力输出，进而提高燃煤机组效率。

2.本实用新型提供的集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统，锅炉内部设置省煤器和旁路烟道，在机组变负荷时，调整烟道主路和旁路烟气流量，可调节进入SCR脱硝装置的烟气温度在合理范围，提高在变负荷时的脱除效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统的示意图。

附图标记说明：

1、锅炉；2、省煤器；3、挡板；4、换热器；5、二氧化碳透平；6、第二发电机；7、高压抽汽冷却器；8、中压抽汽冷却器；9、压缩机；10、调节阀；11、冷却器；12、给水回热组件；13、高压缸；14、中压缸；15、低压缸；16、第一发电机；17、高压加热器；18、除氧器；19、低压加热器；20、凝汽器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示的集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统的一种具体实施方式，包括依次连接的锅炉1、汽轮机、第一发电机16、压缩机9和至少一个抽汽冷却器，所述抽汽冷却器还与汽轮机连接。

锅炉1的出口设有烟道，烟道内依次设有省煤器2和SCR脱硝装置。省煤器2的一侧设有挡板3，第二挡板3与烟道的相应侧壁之间形成有旁路烟道，旁路烟道内设有换热器4。

所述汽轮机包括依次共轴连接的高压缸13、中压缸14和低压缸15，所述高压缸13和中压缸14均与所述锅炉1连通，锅炉1产生的蒸汽经高压缸13入口输入，高压缸13输出的蒸汽再次输送回锅炉1中，锅炉1中的再热蒸汽通过管路依次进入中压缸14和低压缸15中。所述低压缸15还与第一发电机16连通。

至少一个所述抽汽冷却器包括与所述高压缸13连接的高压抽汽冷却器7和与所述中压缸14连接的中压抽汽冷却器8，高压抽汽冷却器7还与锅炉1中的换热器4入口连接，所述换热器4的出口与二氧化碳透平5连接，二氧化碳透平5连接有第二发电机6，所述第二发电机6还连接有电站辅机。高压抽汽冷却器7还与中压抽汽冷却器8连接，中压抽汽冷却器8还与压缩机9连接。所述压缩机9的进口压力为7.5－8.5MPa，进口温度为32－40℃，出口压力为20－25MPa。

压缩机9通过冷却器11连接给水回热组件12，压缩机9和冷却器11之间设有调节阀10。所述给水回热组件12包括依次连通设置的高压加热器17、除氧器18、低压加热器19和凝汽器20，所述凝汽器20还连接低压缸15，所述低压缸15的抽汽通过管路与低压加热器19连接，所述高压加热器17与所述二氧化碳透平5、高压抽汽冷却器7和省煤器2连接，中压抽汽冷却器8还与高压加热器17和除氧器18连接，所述低压加热器19与所述低压缸15连接。

一种燃煤发电系统的运行方法，包括：

锅炉1出口蒸汽进入汽轮机高压缸13做功，高压缸13出口蒸汽进入锅炉1再热后，依次进入中压缸14和低压缸15继续膨胀做功；低压缸15出口蒸汽进入给水回热组件12中的凝汽器20冷却。

第一发电机16驱动压缩机9将二氧化碳压缩后依次与所述中压抽汽冷却器8、高压抽汽冷却器7和锅炉1内的换热器4换热后，再进入所述二氧化碳透平5中做功，二氧化碳透平5出口的二氧化碳进入给水回热组件12的高压加热器17和低压加热器19中对给水进行加热，再经冷却器11冷却后进入所述压缩机9中，此时第二发电机6发电。同时，高压缸13和中压缸14中过热抽汽分别进入高压抽汽冷却器7和中压抽汽冷却器8中，与压缩后的二氧化碳进行换热。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统，其特征在于，包括：

依次连接的锅炉(1)、汽轮机、第一发电机(16)、压缩机(9)和至少一个抽汽冷却器，所述抽汽冷却器还与汽轮机连接；

给水回热组件(12)，通过冷却器(11)、调节阀(10)与压缩机(9)连接；

二氧化碳透平(5)，设于所述锅炉(1)和所述给水回热组件(12)之间，且连接有第二发电机(6)；

其中，第一发电机(16)驱动压缩机(9)将二氧化碳压缩后依次与所述抽汽冷却器和锅炉(1)换热，再进入所述二氧化碳透平(5)中做功，进入给水回热组件(12)中，再经冷却器(11)冷却后进入所述压缩机(9)中，此时第二发电机(6)发电。

2.根据权利要求1所述的集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统，其特征在于，所述汽轮机包括依次连接的高压缸(13)、中压缸(14)和低压缸(15)，所述高压缸(13)和中压缸(14)均与所述锅炉(1)连通，所述低压缸(15)还与所述第一发电机(16)连通，至少一个所述抽汽冷却器包括与所述高压缸(13)连接的高压抽汽冷却器(7)和与所述中压缸(14)连接的中压抽汽冷却器(8)，高压抽汽冷却器(7)还与锅炉(1)连接，中压抽汽冷却器(8)还与压缩机(9)连接，高压抽汽冷却器(7)与中压抽汽冷却器(8)连接。

3.根据权利要求2所述的集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统，其特征在于，所述给水回热组件(12)包括依次连通设置的高压加热器(17)、除氧器(18)和低压加热器(19)，所述高压加热器(17)与所述二氧化碳透平(5)和高压抽汽冷却器(7)连接，中压抽汽冷却器(8)还与高压加热器(17)和除氧器(18)连接，所述低压加热器(19)与所述低压缸(15)连接。

4.根据权利要求3所述的集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统，其特征在于，所述低压缸(15)与所述低压加热器(19)之间还设有凝汽器(20)。

5.根据权利要求1－4任一项所述的集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统，其特征在于，所述压缩机(9)的进口压力为7.5－8.5MPa，进口温度为32－40℃，出口压力为20－25MPa。

6.根据权利要求3或4所述的集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统，其特征在于，所述锅炉(1)内设有换热器(4)，所述高压抽汽冷却器(7)的出口与所述换热器(4)连接，所述换热器(4)的出口与二氧化碳透平(5)连接。

7.根据权利要求6所述的集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统，其特征在于，所述锅炉(1)的烟道内与所述换热器(4)对应的位置设有省煤器(2)，所述省煤器(2)的进口与所述高压加热器(17)的出口连通，靠近烟道的出口设有SCR脱硝装置。

8.根据权利要求7所述的集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统，其特征在于，所述省煤器(2)和换热器(4)之间设有挡板(3)。

9.根据权利要求1－4任一项所述的集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统，其特征在于，所述第二发电机(6)还连接有电站辅机。

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