质预冷器；烟气多级余热回收系统包括锅炉尾部三烟道分级分流布置，分流烟道内分别布置一级烟气省煤器，二级烟气省煤器和空气预热器。
[0025]本实用新型工作过程:
[0026]在工质多级分流再压缩系统中，工质被分为三部分，其中一部分工质经过超临界工质预冷器36降温后进入主压缩机35升压后，分别进入低温回热器33和高温回热器31吸收做功后工质的余热达到进入锅炉多级再热系统的进口条件；第二部分工质不经过预冷器主压缩机，而是直接由一级再压缩机34升压后，由烟气多级余热回收系统内的一级烟气省煤器43加热达到进入锅炉多级再热系统的进口条件；第三部分工质则由二级再压缩机32升压后，由烟气多级余热回收系统内的二级烟气省煤器42加热达到进入锅炉多级再热系统的进口条件。三部分工质混合后并依次进入锅炉多级再热系统内的低温过热器11和高温过热器16吸热后，进入透平多级发电系统内的高压透平25膨胀做功并带动配套发电机26发电，做功后的工质再返回锅炉多级再热系统内的一次低温再热器12和一次高温再热器15重新加热到额定温度后，进入透平多级发电系统内的中压透平23继续膨胀做功并带动配套发电机24发电，之后再返回锅炉多级再热系统内的二次低温再热器13和二次高温再热器14再加热到额定温度后，进入透平多级发电系统内的低压透平21膨胀做功并带动配套发电机22发电。锅炉多级再热系统和透平多级分轴布置发电系统相互配合使得各个设备均工作在最佳状态，大大提高了系统效率。
[0027]发电后的工质进入工质多级分流再压缩系统内的高温回热器31将高温余热传递给新工质，之后一部分工质被分流直接进入二级再压缩机32升压后重新进入新一轮的循环中。另一部分工质继续进入低温回热器33将低温余热传递给新工质，之后又有一部分工质被分流直接进入一级再压缩机34升压后重新进入新的循环中。剩余的工质进入预冷器36将余热排放给冷却介质后进入主压缩机35开始新的循环。工质多级分流再压缩系统使得每个压缩机工作在效率最高的工况，同时有利于各级回热器和预冷器合理调节流量比，避免出现夹点传热恶化效应。
[0028]烟气多级余热回收系统将锅炉尾部烟气分为三部分，其中两部分分别流经一级烟气省煤器43和二级烟气省煤器42，用来加热分别经一级再压缩机34和二级再压缩32机送来的新工质以满足锅炉多级再热系统进口参数的要求，另外一部分流经空气预热器41，用来加热助燃空气从而达到锅炉正常燃烧和炉膛传热的要求。烟气多级余热回收系统分梯级利用了系统余热资源，同时加热了新工质和助燃空气，提高了能源利用效率。
[0029]以上所述的【具体实施方式】，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的【具体实施方式】而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.煤基新型超临界工质多级分流再热式高效发电系统，其特征在于:包括锅炉多级再热系统、透平多级发电系统、工质多级分流再压缩系统以及烟气多级余热回收系统；工质在工质多级分流再压缩系统内被分流为两部分分级压缩，一部分直接进入锅炉多级再热系统内被分级加热，加热后的工质通过与透平多级发电系统交互配合做功发电，做完功的工质流回工质多级分流再压缩系统；另一部分进入烟气多级余热回收系统与烟气进行换热，换热后的工质与直接进入锅炉多级再热系统的工质汇合后进入锅炉多级再热系统。
2.根据权利要求1所述的煤基新型超临界工质多级分流再热式高效发电系统，其特征在于:所述工质多级分流再压缩系统包括主压缩机(35)、超临界工质预冷器(36)、多级再压缩系统以及回热器；工质由主压缩机(35)加压后，流过回热器的一侧，进入锅炉多级再热系统；回热器另一侧的工质入口与透平多级发电系统相连，工质出口分为两路，一路与多级再压缩系统相连，另一路与超临界工质预冷器(36)的入口相连，超临界工质预冷器(36)的出口与主压缩机(35)的入口相连通；多级再压缩系统的工质出口与烟气多级余热回收系统相连。
3.根据权利要求2所述的煤基新型超临界工质多级分流再热式高效发电系统，其特征在于:所述回热器包括依次级联的低温回热器(33)和高温回热器(31)，多级再压缩系统包括一级再压缩机(34)和二级再压缩机(32);低温回热器(33) —侧的入口与主压缩机相连，高温回热器(31) —侧的出口与锅炉多级再热系统相连；高温回热器(31)另一侧的入口与透平多级发电系统相连，出口分为两路，一路与二级再压缩机(32)相连，另一路与低温回热器(33)另一侧的入口相连，低温回热器(33)另一侧的出口分为两路，一路与一级再压缩机(34)相连，另一路与超临界工质预冷器(36)的入口相连；一级再压缩机(34)和二级再压缩机(32)的出口均与烟气多级余热回收系统相连。
4.根据权利要求1所述的煤基新型超临界工质多级分流再热式高效发电系统，其特征在于:所述锅炉多级再热系统包括布置在超临界工质锅炉内的多级过热系统，多级再热系统沿烟气流向均匀布置在空气煤粉入口与烟气出口之间。
5.根据权利要求1或4所述的煤基新型超临界工质多级分流再热式高效发电系统，其特征在于:所述超临界工质锅炉内设置过热系统和二级再热系统，过热系统包括低温过热器(11)和高温过热器(16)，二级再热系统分为一次再热系统和二次再热系统，其中一次再热系统包括一次低温再热器(12)和一次高温再热器(15)，二次再热系统包括二次低温再热器(13)和二次高温再热器(14);从炉膛空气煤粉入口上方到烟气出口之间，烟气依次流过高温过热器(16)，一次高温再热器(15)，二次高温再热器(14)，二次低温再热器(13)，一次低温再热器(12)和低温过热器(11); 低温过热器(11)设置于高温过热器(16)与烟气出口之间；低温过热器(11)的入口与工质多级分流在压缩系统的工质出口相连通；高温过热器(16)与低温过热器(11)之间依次设置有一次高温再热器(15)、二次高温再热器(14)、二次低温再热器(13)以及一次低温再热器(12);高温过热器(16)、一次高温再热器(15)以及二次高温再热器(14)的工质出口分别与透平多级发电系统中对应的透平相连；相应透平的工质出口连接到一次低温再热器(12)和二次低温再热器(13)的工质入口上；低温过热器(11)的出口与高温过热器(16)的入口相连通，一次低温再热器(12)的出口与一次高温再热器(15)的入口相连通，二次低温再热器(13)的出口与二次高温再热器(14)的入口相连通。
6.根据权利要求5所述的煤基新型超临界工质多级分流再热式高效发电系统，其特征在于:所述透平多级发电系统包括分轴布置的多级透平以及与其相配套的发电机。
7.根据权利要求6所述的煤基新型超临界工质多级分流再热式高效发电系统，其特征在于:所述多级透平包括低压透平(21)、中压透平(23)、高压透平(25)以及分别与其相配套的低压透平发电机(22)、中压透平发电机(24)和高压透平发电机(26);低压透平(21)的工质出口与工质多级分流在压缩系统的工质入口相连通；中压透平(23)和高压透平(25)的工质出口分别连接至锅炉多级再热系统的相应工质入口上。
8.根据权利要求2所述的煤基新型超临界工质多级分流再热式高效发电系统，其特征在于:所述烟气多级余热回收系统包括锅炉尾部分级分流布置的分流烟道，分流烟道内布置多级烟气省煤器和空气预热器(41);空气预热器(41)的空气出口连接到空气煤粉入口上；多级烟气省煤器的工质入口与多级再压缩系统的工质出口相连，多级烟气省煤器的工质出口与多级回热器的工质出口汇合后，连接到锅炉多级再热系统的工质入口上。
【专利摘要】本实用新型公开了一种煤基新型超临界工质多级分流再热式高效发电系统，包括锅炉多级再热系统，透平多级发电系统，工质多级分流再压缩系统以及烟气多级余热回收系统。工质多级分流再压缩系统包括分流布置的主压缩机和多级再压缩机以及各分流支路上的各级回热器和预冷器，利用该系统工质被分为多级分别压缩，并通过多级回热器回收热量，提高各级压缩机的效率，同时使得各级回热器可以有效调节流量比，从而有效避免了传统单级系统的夹点传热恶化效应，提高了传热效率。烟气多级余热回收系统分梯级利用了系统余热资源，同时加热了新工质和助燃空气，提高了能源利用效率。
【IPC分类】F01K17-02, F01K11-02, F22D1-38
【公开号】CN204609964
【申请号】CN201520152457
【发明人】李红智, 姚明宇, 陈渝楠, 张一帆, 张立欣, 聂剑平
【申请人】西安热工研究院有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年3月17日