一种集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统的制作方法

1.本实用新型涉及燃煤发电装置技术领域，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：

2.燃煤发电正由主体性电源向基础保障性、系统调节性电源转变，在保障能源安全和促进新能源消纳等方面扮演着重要角。对于燃煤机组，尤其是在高负荷运行时，高压抽汽具有较高的过热度，充分利用高压抽汽的过热热量，可以进一步提高机组效率。此外，在燃煤发电机组中，排烟携带大量可利用热量排入环境，是大型燃煤电站锅炉的主要热损失。超临界二氧化碳动力循环是一种新型的高效紧凑发电技术，在余热回收领域具有极有极大的应用潜力，但是如何将二者进行有效结合，同时保证超临界二氧化碳发电循环的回热度和发电效率仍是本领域中一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

3.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机组热损失较大，发电效率较低的缺陷，从而提供一种可以有效回收烟气余热，发电效率较高的集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统。
4.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：
5.锅炉，所述锅炉的烟道中设有连通设置的第一烟气换热器和第二烟气换热器；
6.依次连接的第一烟气换热器、二氧化碳透平、第一回热器、第二回热器、冷却器、二氧化碳压缩机、第二回热器、抽汽冷却器组和第一回热器，第一回热器还与第一烟气换热器连接，第二回热器还与第二烟气换热器连接；
7.发电机，与所述二氧化碳透平连接。
8.可选地，还包括与所述抽汽冷却器组连接的高压加热器组，所述高压加热器组与电厂给水与锅炉连接。
9.可选地，所述抽汽冷却器组包括相互连接的高压抽汽冷却器和中压抽汽冷却器，所述高压抽汽冷却器与第一回热器连接，所述中压抽汽冷却器与第二回热器连接。
10.可选地，还包括与高压抽汽冷却器连接的高压缸抽汽和与中压抽汽冷却器连接的中压缸抽汽。
11.可选地，还包括设于所述第一烟气换热器一侧的第一挡板，所述第一挡板与所述锅炉的烟道内壁之间形成第一旁路烟道，所述第一烟气换热器设于所述第一旁路烟道中。
12.可选地，还包括设于所述第二烟气换热器一侧的第二挡板，所述第二挡板与所述锅炉的烟道内壁之间形成第二旁路烟道，所述第二烟气换热器设于所述第二旁路烟道中，且所述第二旁路烟道靠近所述锅炉的烟道的尾部设置。
13.可选地，所述锅炉的烟道中还设有空气预热器，所述空气预热器的进口与冷风相
连，出口与锅炉相连。
14.可选地，所述锅炉的烟道中还设有选择性催化还原脱硝装置，所述选择性催化还原脱硝装置设于所述第一烟气换热器和第二烟气换热器之间。
15.可选地，所述发电机还连接有电站辅机。
16.本实用新型技术方案，具有如下优点：
17.1.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，锅炉燃烧产生的烟气经第一烟气换热器与二氧化碳工质换热，换热后工质依次经二氧化碳透平、第一回热器、第二回热器和冷却器进入二氧化碳压缩机中，压缩后的工质与机组抽汽的过热气体换热后再次进入第一烟气换热器中，与此同时，二氧化碳压缩机输出的另一部分工质经第二回热器和第二烟气换热器换热后也进入第一烟气换热器中，从而提高超临界二氧化碳发电循环的回热度和发电效率，最大程度上回收了锅炉尾部烟气余热，提高了烟气的利用率。
18.2.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，将机组抽汽的过热气体和锅炉尾气的烟气余热一起回收利用，减小了空气预热器的换热温差和不可逆损失，提高了预热效率。
19.3.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，机组高负荷运行时，通过调整第一挡板的开度，增加第一旁路烟道的烟气流量，可使锅炉的烟道和第一旁路烟道内的烟气混合后，使得进入选择性催化还原脱硝装置的烟气温度保持在最佳脱硝范围内，提高脱除效率。
20.4.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，通过调整第二挡板的开度，可调节锅炉的排烟温度，实现尾部烟气余热回收，提高锅炉效率。
附图说明
21.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。
22.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。
23.附图标记说明：
24.1、锅炉；2、第一挡板；3、第一旁路烟道；4、第一烟气换热器；5、二氧化碳透平；6、发电机；7、高压抽汽冷却器；8、中压抽汽冷却器；9、第二回热器；10、二氧化碳压缩机；11、冷却器；12、高压加热器组；13、第一回热器；14、空气预热器；15、第二挡板；16、第二烟气换热器；17、第二旁路烟道；18、选择性催化还原脱硝装置。
具体实施方式
25.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。
26.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。
27.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，包括锅炉1，依次连接的第一烟气换热器4、二氧化碳透平5、第一回热器13、第二回热器9、冷却器11、二氧化碳压缩机10、第二回热器9、抽汽冷却器组和第一回热器13，第一回热器13还与第一烟气换热器4连接，第二回热器9还与第二烟气换热器16连接，所述二氧化碳透平5还连接有发电机6，发电机6连接有电站辅机。
28.为保持超临界二氧化碳循环发电系统的高效性，二氧化碳压缩机10入口温度要保持在临界点附近，故而，优选地，二氧化碳压缩机10的进口压力为7.5mpa－8.6mpa；二氧化碳压缩机10的进口温度为32℃－40℃。
29.第一烟气换热器4和第二烟气换热器16自下而上依次设置在所述锅炉1的烟道中且二者连通设置。所述第一烟气换热器4的一侧设有第一挡板2，所述第一挡板2与所述锅炉1的烟道内壁之间形成第一旁路烟道3，所述第一烟气换热器4设于所述第一旁路烟道3中。所述第二烟气换热器16一侧设有第二挡板15，所述第二挡板15与所述锅炉1的烟道内壁之间形成第二旁路烟道17，所述第二烟气换热器16设于所述第二旁路烟道17中，且所述第二旁路烟道17靠近所述锅炉1的烟道的尾部设置。
30.所述锅炉1的烟道中还设有选择性催化还原脱硝装置18，所述选择性催化还原脱硝装置18设于所述第一烟气换热器4和第二烟气换热器16之间。所述锅炉1的烟道中还设有空气预热器14，所述空气预热器14的进口与冷风相连，出口与锅炉1相连，且靠近第二烟气换热器16设置。
31.所述抽汽冷却器组还连接有高压加热器组12，所述高压加热器组12进口与电厂给水连接，出口与锅炉1连接。所述抽汽冷却器组包括相互连接的高压抽汽冷却器7和中压抽汽冷却器8，所述高压抽汽冷却器7的冷侧出口与第一回热器13的冷侧入口连接，所述中压抽汽冷却器8的冷侧入口与第二回热器9的冷侧出口连接。高压抽汽冷却器7的热侧入口与高压缸抽汽连接，中压抽汽冷却器8的热侧入口与中压缸抽汽连接，高压抽汽冷却器7的热侧出口和中压抽汽冷却器8的热侧出口均与高压加热器组12连接，以加热电厂给水并输送给锅炉1使用。
32.当燃煤发电系统运行时，锅炉1内产生的烟气随烟道上升，首先与第一烟气换热器4中的二氧化碳工质进行换热，换热后的工质依次经二氧化碳透平5、第一回热器13、第二回热器9和冷却器11进入二氧化碳压缩机10中压缩，压缩后的工质依次进入中压抽汽冷却器8和高压抽汽冷却器7中，与机组抽汽的过热气体换热后，再次经第一回热器13进入第一烟气换热器4中，与此同时，二氧化碳压缩机10输出的另一部分工质经第二回热器9和第二烟气换热器16换热后也进入第一烟气换热器4中，由此循环。在此过程中，中压抽汽冷却器8和高压抽汽冷却器7中的蒸汽进入高压加热器组12中对电厂给水进行加热，并输送至锅炉1中使用；二氧化碳透平5带动发电机6发电，并供给电站辅机使用。
33.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。

技术特征：

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：锅炉(1)，所述锅炉(1)的烟道中设有连通设置的第一烟气换热器(4)和第二烟气换热器(16)；依次连接的第一烟气换热器(4)、二氧化碳透平(5)、第一回热器(13)、第二回热器(9)、冷却器(11)、二氧化碳压缩机(10)、第二回热器(9)、抽汽冷却器组和第一回热器(13)，第一回热器(13)还与第一烟气换热器(4)连接，第二回热器(9)还与第二烟气换热器(16)连接；发电机(6)，与所述二氧化碳透平(5)连接。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，还包括与所述抽汽冷却器组连接的高压加热器组(12)，所述高压加热器组(12)与电厂给水与锅炉(1)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，所述抽汽冷却器组包括相互连接的高压抽汽冷却器(7)和中压抽汽冷却器(8)，所述高压抽汽冷却器(7)与第一回热器(13)连接，所述中压抽汽冷却器(8)与第二回热器(9)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，还包括与高压抽汽冷却器(7)连接的高压缸抽汽和与中压抽汽冷却器(8)连接的中压缸抽汽。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，还包括设于所述第一烟气换热器(4)一侧的第一挡板(2)，所述第一挡板(2)与所述锅炉(1)的烟道内壁之间形成第一旁路烟道(3)，所述第一烟气换热器(4)设于所述第一旁路烟道(3)中。6.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，还包括设于所述第二烟气换热器(16)一侧的第二挡板(15)，所述第二挡板(15)与所述锅炉(1)的烟道内壁之间形成第二旁路烟道(17)，所述第二烟气换热器(16)设于所述第二旁路烟道(17)中，且所述第二旁路烟道(17)靠近所述锅炉(1)的烟道的尾部设置。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)的烟道中还设有空气预热器(14)，所述空气预热器(14)的进口与冷风相连，出口与锅炉(1)相连。8.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，所述锅炉(1)的烟道中还设有选择性催化还原脱硝装置(18)，所述选择性催化还原脱硝装置(18)设于所述第一烟气换热器(4)和第二烟气换热器(16)之间。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，所述发电机(6)还连接有电站辅机。

技术总结

本实用新型涉及燃煤发电装置技术领域，具体涉及一种集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统，包括：锅炉，所述锅炉的烟道中设有连通设置的第一烟气换热器和第二烟气换热器；依次连接的第一烟气换热器、二氧化碳透平、第一回热器、第二回热器、冷却器、二氧化碳压缩机、第二回热器、抽汽冷却器组和第一回热器，第一回热器还与第一烟气换热器连接，第二回热器还与第二烟气换热器连接；发电机，与所述二氧化碳透平连接。本实用新型提供了一种可以有效回收烟气余热，发电效率较高的集成二氧化碳动力循环的燃煤发电系统。的燃煤发电系统。的燃煤发电系统。