一种燃机进气温度调节和超临界CO2及有机朗肯循环结合的系统的制作方法

本发明属于循环发电，涉及一种燃机进气温度调节和超临界co2及有机朗肯循环结合的系统。

背景技术：

1、天然气具有优质高效、绿色清洁、能与可再生能源互补的特点，是中国推进能源革命、治理大气污染和应对气候变化的现实选择。以天然气为燃料的燃气发电厂，在国内外均得到迅速发展。燃气轮机发电具有效率提高、碳足迹少、施工时间短、用水少、操作方便等优点。

2、arc(吸收式制冷循环)现在使用溴化锂水和氨水作为其主要操作流体。在溴化锂系统中，水作为制冷剂，在氨-水系统中，氨作为制冷剂。氨比水有一个优势，因为它可以在更大的温度范围和更低的温度下蒸发。使用溴化锂-水的arc由热源运行，其工作温度范围比使用氨-水作为工作对的arc更宽，通常由温度范围在50至200℃之间的热源驱动。因此，arc的最佳工作对是氨-水。

3、超临界co2再压缩布雷顿循环只能提供电力，而超临界co2再压缩布雷顿/吸收式制冷循环(scrb/arc)既能提供电力，又能提供冷却。有机朗肯循环(orc)在余热回收中具有很好的前景，因为它已经被证明是一种实用的余热回收热发电技术。

4、目前还没有相关专利将燃机发电、燃机进气温度调节和超临界co2及有机朗肯循环发电相集合起来。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种燃机进气温度调节和超临界co2及有机朗肯循环结合的系统，该系统能够实现燃机发电、燃机进气温度调节和超临界co2及有机朗肯循环发电的有机结合。

2、为达到上述目的，本发明所述的燃机进气温度调节和超临界co2及有机朗肯循环结合的系统包括燃机发电系统、有机朗肯循环系统、超临界co2发电系统及燃机进气温度调节系统，其中，燃机发电系统与超临界co2发电系统及有机朗肯循环系统相连接，燃机进气温度调节系统与燃机发电系统及超临界co2发电系统相连接。

3、燃机发电系统包括1#加热器、换热器、空气压缩机、燃烧室、燃气轮机及1#发电机；

4、换热器的壳侧出口与空气压缩机的入口相连通，空气压缩机的出口与燃烧室的入口相连通，燃烧室的出口与燃气轮机的入口相连通，燃气轮机、1#发电机及空气压缩机相连接，燃气轮机的出口与1#加热器的壳侧入口相连通，1#加热器的壳侧出口与有机朗肯循环系统相连接；1#加热器的管侧与超临界co2发电系统相连接。

5、燃气轮机、1#发电机及空气压缩机同轴布置。

6、所述超临界co2发电系统包括高压压缩机、低温回热器、2#发电机、低压压缩机、高温回热器、高压缸透平、再热器及低压缸透平；

7、高压压缩机的出口与低温回热器的吸热侧入口相连通，低温回热器的吸热侧出口及低压压缩机的出口与高温回热器的吸热侧入口相连通，高温回热器的吸热侧出口与1#加热器的管侧入口相连通，1#加热器的管侧出口与高压缸透平的入口相连通，高压缸透平的出口经再热器与低压缸透平的入口相连通，低压缸透平的出口经高温回热器的放热侧及低温回热器的放热侧后与燃机进气温度调节系统的入口相连通，燃机进气温度调节系统的出口与换热器的管侧及低压压缩机的入口相连通；

8、2#发电机与高压缸透平、低压缸透平、低压压缩机及高压压缩机相连接。

9、2#发电机、高压缸透平、低压缸透平、低压压缩机及高压压缩机同轴布置。

10、燃机进气温度调节系统包括2#加热器、第一蒸发器、冷却器、arc制冷机、进口三通阀及出口三通阀；

11、低温回热器的放热侧后分为两路，其中一路与2#加热器的壳侧入口相连通，另一路依次经第一蒸发器的壳侧及冷却器与高压压缩机的入口相连通；

12、第一蒸发器的管侧与arc制冷机相连通，arc制冷机的出口与进口三通阀的第一个开口相连通，进口三通阀的第二个开口与出口三通阀的第一个开口相连通，出口三通阀的第二个开口经换热器的管侧与arc制冷机的入口相连通；

13、2#加热器的管侧入口与进口三通阀的第三个开口相连通，2#加热器的管侧出口与出口三通阀的第三个开口相连通，2#加热器的壳侧出口与低压压缩机的入口相连通。

14、2#加热器的壳侧并联连接有旁路阀。

15、有机朗肯循环系统包括第二蒸发器、冷凝器、汽轮机及3#发电机；

16、1#加热器的壳侧出口与第二蒸发器的壳侧相连通，第二蒸发器的管侧出口与汽轮机的入口相连通，汽轮机的出口经冷凝器与第二蒸发器的管侧入口相连通，汽轮机的输出轴与3#发电机的驱动轴相连接。

17、汽轮机的出口依次经冷凝器及工质循环泵与第二蒸发器的管侧入口相连通。

18、本发明具有以下有益效果：

19、本发明所述的燃机进气温度调节和超临界co2及有机朗肯循环结合的系统在具体操作时，燃机发电系统与超临界co2发电系统及有机朗肯循环系统相连接，燃机进气温度调节系统与燃机发电系统及超临界co2发电系统相连接，利用超临界co2发电系统及有机朗肯循环系统回收燃机发电机系统的排烟热量，同时利用燃机进气温度调节系统调节超临界co2发电系统的co2温度，并将该部分热量回收至燃机发电系统，以实现燃机发电、燃机进气温度调节和超临界co2及有机朗肯循环发电的有机结合。

技术特征：

1.一种燃机进气温度调节和超临界co2及有机朗肯循环结合的系统，其特征在于，包括燃机发电系统、有机朗肯循环系统、超临界co2发电系统及燃机进气温度调节系统，其中，燃机发电系统与超临界co2发电系统及有机朗肯循环系统相连接，燃机进气温度调节系统与燃机发电系统及超临界co2发电系统相连接。

2.根据权利要求1所述的燃机进气温度调节和超临界co2及有机朗肯循环结合的系统，其特征在于，燃机发电系统包括1#加热器(11)、换热器(1)、空气压缩机(2)、燃烧室(26)、燃气轮机(3)及1#发电机(4)；

3.根据权利要求2所述的燃机进气温度调节和超临界co2及有机朗肯循环结合的系统，其特征在于，燃气轮机(3)、1#发电机(4)及空气压缩机(2)同轴布置。

4.根据权利要求2所述的燃机进气温度调节和超临界co2及有机朗肯循环结合的系统，其特征在于，所述超临界co2发电系统包括高压压缩机(6)、低温回热器(13)、2#发电机(10)、低压压缩机(7)、高温回热器(12)、高压缸透平(9)、再热器(5)及低压缸透平(8)；

5.根据权利要求4所述的燃机进气温度调节和超临界co2及有机朗肯循环结合的系统，其特征在于，2#发电机(10)、高压缸透平(9)、低压缸透平(8)、低压压缩机(7)及高压压缩机(6)同轴布置。

6.根据权利要求4所述的燃机进气温度调节和超临界co2及有机朗肯循环结合的系统，其特征在于，燃机进气温度调节系统包括2#加热器(17)、第一蒸发器(14)、冷却器(15)、arc制冷机(16)、进口三通阀(19)及出口三通阀(20)；

7.根据权利要求6所述的燃机进气温度调节和超临界co2及有机朗肯循环结合的系统，其特征在于，2#加热器(17)的壳侧并联连接有旁路阀(18)。

8.根据权利要求2所述的燃机进气温度调节和超临界co2及有机朗肯循环结合的系统，其特征在于，有机朗肯循环系统包括第二蒸发器(24)、冷凝器(21)、汽轮机(22)及3#发电机(25)；

9.根据权利要求8所述的燃机进气温度调节和超临界co2及有机朗肯循环结合的系统，其特征在于，汽轮机(22)的出口依次经冷凝器(21)及工质循环泵(23)与第二蒸发器(24)的管侧入口相连通。

技术总结
本发明公开了一种燃机进气温度调节和超临界CO<subgt;2</subgt;及有机朗肯循环结合的系统，包括燃机发电系统、有机朗肯循环系统、超临界CO<subgt;2</subgt;发电系统及燃机进气温度调节系统，其中，燃机发电系统与超临界CO<subgt;2</subgt;发电系统及有机朗肯循环系统相连接，燃机进气温度调节系统与燃机发电系统及超临界CO<subgt;2</subgt;发电系统相连接，该系统能够实现燃机发电、燃机进气温度调节和超临界CO<subgt;2</subgt;及有机朗肯循环发电的有机结合。

技术研发人员：张明理,伍刚,普建国,寿德武,王涛,杜涛,左海龙,高景辉,何信林,孟颖琪,王远平,何洋,张泉,廖军林,蔺奕存,闫文辰,杨光,张臣,李正宽
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15