[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN113958380A - 一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统及方法 - Google Patents

一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113958380A
CN113958380A CN202111108083.2A CN202111108083A CN113958380A CN 113958380 A CN113958380 A CN 113958380A CN 202111108083 A CN202111108083 A CN 202111108083A CN 113958380 A CN113958380 A CN 113958380A
Authority
CN
China
Prior art keywords
working medium
gas
outlet
liquid separator
ejector
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
CN202111108083.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113958380B (zh
Inventor
谢永慧
黄丞明
孙磊
张荻
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 Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
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 Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN202111108083.2A priority Critical patent/CN113958380B/zh
Publication of CN113958380A publication Critical patent/CN113958380A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113958380B publication Critical patent/CN113958380B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K21/00—Steam engine plants not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08—Plants 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
    • F01K25/10—Plants 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
    • F01K25/103—Carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/32—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines using steam of critical or overcritical pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G6/00—Devices for producing mechanical power from solar energy
    • F03G6/003—Devices for producing mechanical power from solar energy having a Rankine cycle
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines

Landscapes

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

Abstract

本发明公开了一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统及方法，所述系统包括：气液分离器；压缩泵，用于将液相工质加压并输出；压缩机，用于将气相工质加压并输出；再生器，用于利用透平输出的工质的热量对压缩泵加压输出的工质进行回热；加热器，用于将再生器的冷流出口输出的工质加热至预定温度；透平，用于驱动发电机发电；喷射器，用于利用压缩机加压输出的工质对再生器的热流出口输出的工质进行加压；冷却器，用于对喷射器加压输出的工质流体进行冷却；膨胀机，用于利用冷却器的热流出口的工质膨胀做功。本发明的跨临界二氧化碳发电系统，能够降低系统冷凝成本，同时可提升系统循环效率。

Description

一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统及 方法
技术领域
本发明属于热力发电技术领域，特别涉及一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统及方法。
背景技术
随着社会的不断发展，人类对能源的需求量越来越大，能源紧缺问题成为值得关注的主要问题；在此背景下，超(跨)临界二氧化碳循环由于具有更高的循环效率等优点而受到广泛关注，已逐渐成为全世界范围内的研究热点。以超(跨)临界二氧化碳为工质的循环，其系统简化、结构紧凑、效率高，且超(跨)临界二氧化碳循环可以与各种热源组合成发电系统，在火力发电、核能发电、太阳能热发电、余热发电、地热发电、生物质发电等领域均具有良好的应用前景。
然而，目前的超(跨)临界二氧化碳循环尚存在一些缺陷，具体包括：
1)若透平背压过低，工质放热后会进入两相区，由于二氧化碳临界温度较低，常温水无法冷凝，必须使用较低温度的冷介质进行冷凝，增加了系统成本；
2)若透平背压过高，工质放热后未进入两相区，则系统膨胀比较低，系统的循环效率也较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统及方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明的跨临界二氧化碳发电系统，能够降低系统冷凝成本，同时可提升系统循环效率。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统，包括：
气液分离器，所述气液分离器设置有工质入口、液相出口和气相出口；
压缩泵，用于将所述气液分离器的液相出口的工质加压至预定压力并输出；
压缩机，用于将所述气液分离器的气相出口的工质加压至预定压力并输出；
再生器，用于利用透平输出的工质的热量对所述压缩泵加压输出的工质进行回热；
加热器，用于将所述再生器的冷流出口输出的工质加热至预定温度；
透平，用于利用所述加热器的冷流出口输出的工质膨胀做功；所述透平用于驱动发电机发电；
喷射器，用于利用所述压缩机加压输出的工质对所述再生器的热流出口输出的工质进行加压；
冷却器，用于对所述喷射器加压输出的工质流体进行冷却；
膨胀机，用于利用所述冷却器的热流出口的工质膨胀做功；所述膨胀机的工质出口与所述气液分离器的工质入口相连通。
本发明的进一步改进在于，所述压缩泵的工质入口与所述气液分离器的液相出口相连通；所述压缩机的工质入口与所述气液分离器的气相出口相连通；
所述再生器设置有冷流入口、冷流出口、热流入口和热流出口；所述再生器的冷流入口与所述压缩泵的工质出口相连通；
所述加热器设置有冷流入口、冷流出口、热流入口和热流出口；所述加热器的冷流入口与所述再生器的冷流出口相连通；所述加热器的热流入口和热流出口分别用于通入和通出加热介质；
所述透平的工质入口与所述加热器的冷流出口相连通；所述透平的工质出口与所述再生器的热流入口相连通；
所述喷射器设置有工作流体入口、引射流体入口和工质出口；所述喷射器的工作流体入口与所述压缩机的工质出口相连通；所述喷射器的引射流体入口与所述再生器的热流出口相连通；
所述冷却器设置有冷流入口、冷流出口、热流入口和热流出口；所述冷却器的热流入口与所述喷射器的工质出口相连通；所述冷却器的冷流入口和冷流出口分别用于通入和通出冷却介质；
所述膨胀机的工质入口与所述冷却器的热流出口相连通。
本发明的进一步改进在于，所述加热介质为预设温度范围的熔盐；所述加热介质的参数根据所述透平的工质入口的工质参数和所述加热器夹点温差而定。
本发明的进一步改进在于，所述冷却介质为常温水。
本发明的进一步改进在于，还包括：发电机，用于在所述透平的驱动下发电。
本发明的进一步改进在于，所述透平的工质入口的压力为15～25MPa，温度为400～550℃。
本发明的进一步改进在于，所述压缩机的工质入口的压力为8～11MPa，温度为32～36℃。
本发明的进一步改进在于，所述膨胀机的工质出口的温度为20～25℃。
本发明的一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电方法，包括以下步骤：
气液分离器将气液两相工质分离成气相工质和液相工质并输出；其中，所述气液分离器设置有工质入口、液相出口和气相出口；
压缩泵将所述气液分离器的液相出口的工质加压至预定压力并输出；
压缩机将所述气液分离器的气相出口的工质加压至预定压力并输出；
再生器利用透平输出的工质的热量对所述压缩泵加压输出的工质进行回热；
加热器将所述再生器的冷流出口输出的工质加热至预定温度；
透平利用所述加热器的冷流出口输出的工质膨胀做功；
喷射器利用所述压缩机加压输出的工质对所述再生器的热流出口输出的工质进行加压；
冷却器对所述喷射器加压输出的工质流体进行冷却；
膨胀机利用所述冷却器的热流出口的工质膨胀做功；所述膨胀机的工质出口与所述气液分离器的工质入口相连通。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统，可以降低系统冷凝成本，同时能够提升系统效率。具体的，本发明通过使用膨胀机将冷却器出口二氧化碳工质膨胀至气液两相，再使用气液分离器将饱和二氧化碳液体和饱和二氧化碳气体分离，分离后的饱和二氧化碳液体和饱和二氧化碳气体分别进入动力子循环和制冷子循环，可使得冷却器出口工质温度在临界温度之上(可选的，采用常温水作为冷却介质)，解决了跨临界二氧化碳循环中常温水无法冷凝工质的问题，降低了系统冷凝成本。但同时系统循环效率有所降低，因此，本发明通过改进系统回热和使用喷射器，可使工质在透平中膨胀到更低的背压，增大了系统的膨胀比，系统输出功得到增加，循环效率得到提升。
本发明中，饱和二氧化碳液体可使用压缩泵替代压缩机进行增压，简化了循环过程中增压部件的开发。具体的，常规超临界二氧化碳循环的压缩过程是从超临界态压缩至超临界态，这对压缩机的设计要求较高，而本发明系统通过设置膨胀机和气液分离器，将超临界态的工质先膨胀到气液两相态，再将其分离，则动力子循环的工质可从液态压缩至超临界态，而该过程使用压缩泵即可完成，简化了增压部件的开发。
本发明中，加热介质的参数根据预定的透平入口工质参数和加热器夹点温差而定，例如预定的透平入口温度为400～550℃，若加热介质使用高温熔盐，则加热器的夹点温差为15℃左右，那么相应的加热介质的温度即可设置在450～600℃左右。
本发明中，加热器可通过太阳能提供热量，即采用高温熔盐作为加热介质，使系统对环境无污染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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是本发明实施例的一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统的示意图；
图1中，1、气液分离器；2、压缩泵；3、压缩机；4、再生器；5、加热器；6、透平；7、发电机；8、喷射器；9、冷却器；10、膨胀机。
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，而不是全部的实施例。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。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
请参阅图1，本发明实施例的一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统，包括：气液分离器1、压缩泵2、压缩机3、再生器4、加热器5、透平6、发电机7、喷射器8、冷却器9和膨胀机10。
其中，跨临界二氧化碳动力子循环由气液分离器1、压缩泵2、再生器4、加热器5、透平6、发电机7、喷射器8、冷却器9和膨胀机10组成。其中，气液分离器1的第一出口连接至压缩泵2的入口，压缩泵2的出口连接至再生器4的第一入口，再生器4的第一出口连接至加热器5的入口，加热器5的出口连接至透平6的入口，透平6的输出轴与发电机7相连，透平6的出口连接至再生器4的第二入口，再生器4的第二出口连接至喷射器8的第一入口，喷射器8的出口与冷却器9的第一入口相连，冷却器9的第一出口与膨胀机10的入口相连，膨胀机10的出口与气液分离器1的入口相连。
另外，跨临界二氧化碳制冷子循环由气液分离器1、压缩机3、喷射器8、再生器4、冷却器9、膨胀机10组成。气液分离器1的第二出口连接至压缩机3的入口，压缩机3的出口连接至喷射器8的第二入口，喷射器8的出口与冷却器9的第一入口相连，冷却器9的第一出口与膨胀机10的入口相连，膨胀机10的出口与气液分离器1的入口相连。
本发明实施例的利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统，可以降低系统冷凝成本，同时能够提升系统效率。具体的，本发明通过使用膨胀机将冷却器出口二氧化碳工质膨胀至气液两相，再使用气液分离器将饱和二氧化碳液体和饱和二氧化碳气体分离，分离后的饱和二氧化碳液体和饱和二氧化碳气体分别进入动力子循环和制冷子循环，可使得冷却器出口工质温度在临界温度之上(可选的，采用常温水作为冷却介质)，解决了跨临界二氧化碳循环中常温水无法冷凝工质的问题，降低了系统冷凝成本。但同时系统循环效率有所降低，因此，本发明通过改进系统回热和使用喷射器，可使工质在透平中膨胀到更低的背压，增大了系统的膨胀比，系统输出功得到增加，循环效率得到提升。
本发明实施例的一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统的工作流程，包括以下步骤：
气液两相二氧化碳在气液分离器1中分离，其中饱和液体二氧化碳流入压缩泵2加压，加压后的超临界二氧化碳流入再生器4，与透平6出口后的工质进行换热，从再生器4流出的工质进入加热器5进一步加热，加热器5出口后的工质流入透平6进行膨胀做功，透平6的输出轴与发电机7相连，以此驱动发电机7发电，膨胀后的工质流入再生器4对压缩泵2出口的工质进行回热，回热后的工质流入喷射器8，充当引射流体。
气液两相二氧化碳在气液分离器1中分离，其中饱和气体二氧化碳流入压缩机3加压，加压后的超临界二氧化碳流入喷射器8，充当工作流体，并在喷射器8的作用下对再生器4热流出口的流体进行增压，由此工质在透平6中可膨胀到更低的压力，相应地饱和气体二氧化碳在压缩机3中需加压到更高的压力，经喷射器8作用后的工质流入冷却器9进一步冷却，其中冷却介质可使用常温水，冷却器9出口后的工质流入膨胀机10进行膨胀做功，工质在膨胀机10中膨胀至气液两相状态，并流入气液分离器1中，完成循环。
优选的，加热器5中的加热介质可使用高温熔盐，利用熔盐吸收太阳能对工质进行加热，使系统对环境无污染。
本发明通过使用气液分离器，使得跨临界二氧化碳循环工质可用常温水进行冷却，减小了系统的冷凝成本，同时循环的压缩过程能够使用压缩泵代替压缩机对工质进行增压，简化了增压部件的开发，而系统回热的改进及喷射器的使用能够在此基础上提升循环的效率。具体的，常规超临界二氧化碳循环的压缩过程是从超临界态压缩至超临界态，这对压缩机的设计要求较高，而本发明系统通过设置膨胀机和气液分离器，将超临界态的工质先膨胀到气液两相态，再将其分离，则动力子循环的工质可从液态压缩至超临界态，而该过程使用压缩泵即可完成，简化了增压部件的开发。
本发明中，加热介质的参数根据预定的透平入口工质参数和加热器夹点温差而定，例如预定的透平入口温度为400～550℃，若加热介质使用高温熔盐，则加热器的夹点温差在15℃左右，那么相应的加热介质的温度即可设置在450～600℃左右。示例性的，考虑到经济性，本系统主要循环参数可取值如下：透平入口压力为15～25MPa左右，温度为400～550℃左右，压缩机入口压力为8～11MPa左右，温度为32～36℃左右，膨胀机出口温度为20～25℃左右。当系统采用膨胀机对冷却器出口工质进行膨胀后，相比同等参数下的超临界二氧化碳布雷顿循环，系统效率降低了3％～10％左右，而经改进系统回热和使用喷射器，可使得系统效率在原基础上提高1％～6％左右。
综上所述，本发明提出了一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统及方法，可以降低系统冷凝成本，同时能够提升系统效率。具体的，本发明通过使用膨胀机将冷却器出口二氧化碳工质膨胀至气液两相，再使用气液分离器将饱和二氧化碳液体和饱和二氧化碳气体分离，分离后的饱和二氧化碳液体和饱和二氧化碳气体分别进入动力子循环和制冷子循环，可使得冷却器出口工质温度在临界温度之上，即可选用常温水作为冷却介质，解决了跨临界二氧化碳循环中常温水无法冷凝工质的问题，降低了系统冷凝成本。但同时系统循环效率有所降低，另外因此，本发明通过改进系统回热和使用喷射器，可使工质在透平中膨胀到更低的背压，相应的气液分离器出口的饱和二氧化碳气体需压缩到更高的压力，二者在喷射器的作用下混合至原先设定的压力，由此系统的膨胀比增大，增大了系统的膨胀比，系统输出功得到增加，循环效率得到提升。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统，其特征在于，包括：
气液分离器(1)，用于基于气液两相工质分离获得饱和二氧化碳液体和饱和二氧化碳气体；所述气液分离器(1)设置有工质入口、液相出口和气相出口；
压缩泵(2)，用于将所述气液分离器(1)的液相出口的工质加压至预定压力并输出；
压缩机(3)，用于将所述气液分离器(1)的气相出口的工质加压至预定压力并输出；
再生器(4)，用于利用透平输出的工质的热量对所述压缩泵(2)加压输出的工质进行回热；
加热器(5)，用于将所述再生器(4)的冷流出口输出的工质加热至预定温度；
透平(6)，用于利用所述加热器(5)的冷流出口输出的工质膨胀做功；所述透平(6)用于驱动发电机发电；
喷射器(8)，用于利用所述压缩机(3)加压输出的工质对所述再生器(4)的热流出口输出的工质进行加压；
冷却器(9)，用于对所述喷射器(8)加压输出的工质流体进行冷却；所述冷却器(9)的热流出口输出的工质的温度在临界温度之上；
膨胀机(10)，用于利用所述冷却器(9)的热流出口的工质膨胀做功；所述膨胀机(10)的工质出口与所述气液分离器(1)的工质入口相连通。
2.根据权利要求1所述的一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统，其特征在于，
所述压缩泵(2)的工质入口与所述气液分离器(1)的液相出口相连通；所述压缩机(3)的工质入口与所述气液分离器(1)的气相出口相连通；
所述再生器(4)设置有冷流入口、冷流出口、热流入口和热流出口；所述再生器(4)的冷流入口与所述压缩泵(2)的工质出口相连通；
所述加热器(5)设置有冷流入口、冷流出口、热流入口和热流出口；所述加热器(5)的冷流入口与所述再生器(4)的冷流出口相连通；所述加热器(5)的热流入口和热流出口分别用于通入和通出加热介质；
所述透平(6)的工质入口与所述加热器(5)的冷流出口相连通；所述透平(6)的工质出口与所述再生器(4)的热流入口相连通；
所述喷射器(8)设置有工作流体入口、引射流体入口和工质出口；所述喷射器(8)的工作流体入口与所述压缩机(3)的工质出口相连通；所述喷射器(8)的引射流体入口与所述再生器(4)的热流出口相连通；
所述冷却器(9)设置有冷流入口、冷流出口、热流入口和热流出口；所述冷却器(9)的热流入口与所述喷射器(8)的工质出口相连通；所述冷却器(9)的冷流入口和冷流出口分别用于通入和通出冷却介质；
所述膨胀机(10)的工质入口与所述冷却器(9)的热流出口相连通。
3.根据权利要求2所述的一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统，其特征在于，所述加热介质为预设温度范围的熔盐；所述加热介质的参数根据所述透平(6)的工质入口的工质参数和所述加热器(5)夹点温差而定。
4.根据权利要求2所述的一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统，其特征在于，所述冷却介质为常温水。
5.根据权利要求1所述的一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统，其特征在于，还包括：
发电机(7)，用于在所述透平(6)的驱动下发电。
6.根据权利要求1所述的一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统，其特征在于，所述透平(6)的工质入口的压力为15～25MPa，温度为400～550℃。
7.根据权利要求4所述的一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统，其特征在于，所述压缩机(3)的工质入口的压力为8～11MPa，温度为32～36℃。
8.根据权利要求5所述的一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统，其特征在于，所述膨胀机(10)的工质出口的温度为20～25℃。
9.一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电方法，其特征在于，包括以下步骤：
气液分离器(1)将气液两相工质分离成气相工质和液相工质并输出；其中，所述气液分离器(1)设置有工质入口、液相出口和气相出口；
压缩泵(2)将所述气液分离器(1)的液相出口的工质加压至预定压力并输出；
压缩机(3)将所述气液分离器(1)的气相出口的工质加压至预定压力并输出；
再生器(4)利用透平输出的工质的热量对所述压缩泵(2)加压输出的工质进行回热；
加热器(5)将所述再生器(4)的冷流出口输出的工质加热至预定温度；
透平(6)利用所述加热器(5)的冷流出口输出的工质膨胀做功；所述透平(6)用于驱动发电机发电；
喷射器(8)利用所述压缩机(3)加压输出的工质对所述再生器(4)的热流出口输出的工质进行加压；
冷却器(9)对所述喷射器(8)加压输出的工质流体进行冷却；
膨胀机(10)利用所述冷却器(9)的热流出口的工质膨胀做功；所述膨胀机(10)的工质出口与所述气液分离器(1)的工质入口相连通。
CN202111108083.2A 2021-09-22 2021-09-22 一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统及方法 Active CN113958380B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111108083.2A CN113958380B (zh) 2021-09-22 2021-09-22 一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111108083.2A CN113958380B (zh) 2021-09-22 2021-09-22 一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113958380A true CN113958380A (zh) 2022-01-21
CN113958380B CN113958380B (zh) 2022-10-25

Family

ID=79461869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111108083.2A Active CN113958380B (zh) 2021-09-22 2021-09-22 一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113958380B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114877737A (zh) * 2022-05-12 2022-08-09 西安交通大学 一种基于闪蒸与引射器的液态二氧化碳储能系统及方法
CN114909814A (zh) * 2022-05-24 2022-08-16 天津大学 一种兼顾多温区制热和制冷的二氧化碳跨临界循环方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102562179A (zh) * 2012-01-17 2012-07-11 天津大学 带有液体引射装置的有机朗肯循环发电系统
US20130160448A1 (en) * 2010-06-10 2013-06-27 Turboden S.R.L. Orc plant with a system for improving the heat exchange between the source of hot fluid and the working fluid
CN103790662A (zh) * 2014-01-29 2014-05-14 中国科学院力学研究所 跨临界动力循环装置及方法
JP2015025423A (ja) * 2013-07-26 2015-02-05 株式会社東芝 二酸化炭素循環発電システムおよび二酸化炭素循環発電方法
JP2016098804A (ja) * 2014-11-26 2016-05-30 三菱重工業株式会社 地熱発電システム
CN108716783A (zh) * 2018-05-07 2018-10-30 西安交通大学 一种背压喷射式跨临界co2动力循环发电系统
WO2019046430A1 (en) * 2017-08-29 2019-03-07 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University SYSTEM AND METHOD FOR CARBON DIOXIDE ENHANCEMENT AND ENERGY STORAGE
JP2019100291A (ja) * 2017-12-06 2019-06-24 株式会社東芝 発電装置および発電方法
WO2020035470A1 (en) * 2018-08-14 2020-02-20 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Gas cycle and method
CN110887278A (zh) * 2019-11-05 2020-03-17 江苏科技大学 用于低品味热源的能量自给型二氧化碳冷热电联产系统
CN111561363A (zh) * 2020-04-29 2020-08-21 上海电力大学 一种跨临界co2发电驱动的热泵储能系统
CN112128070A (zh) * 2020-09-24 2020-12-25 北京前沿动力科技股份有限公司 一种orc中冷压缩机的太阳能光热二氧化碳布雷顿循环系统
CN113187680A (zh) * 2021-05-27 2021-07-30 西安热工研究院有限公司 一种配备电热储能的光伏发电系统及运行方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130160448A1 (en) * 2010-06-10 2013-06-27 Turboden S.R.L. Orc plant with a system for improving the heat exchange between the source of hot fluid and the working fluid
CN102562179A (zh) * 2012-01-17 2012-07-11 天津大学 带有液体引射装置的有机朗肯循环发电系统
JP2015025423A (ja) * 2013-07-26 2015-02-05 株式会社東芝 二酸化炭素循環発電システムおよび二酸化炭素循環発電方法
CN103790662A (zh) * 2014-01-29 2014-05-14 中国科学院力学研究所 跨临界动力循环装置及方法
JP2016098804A (ja) * 2014-11-26 2016-05-30 三菱重工業株式会社 地熱発電システム
WO2019046430A1 (en) * 2017-08-29 2019-03-07 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University SYSTEM AND METHOD FOR CARBON DIOXIDE ENHANCEMENT AND ENERGY STORAGE
JP2019100291A (ja) * 2017-12-06 2019-06-24 株式会社東芝 発電装置および発電方法
CN108716783A (zh) * 2018-05-07 2018-10-30 西安交通大学 一种背压喷射式跨临界co2动力循环发电系统
WO2020035470A1 (en) * 2018-08-14 2020-02-20 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Gas cycle and method
CN110887278A (zh) * 2019-11-05 2020-03-17 江苏科技大学 用于低品味热源的能量自给型二氧化碳冷热电联产系统
CN111561363A (zh) * 2020-04-29 2020-08-21 上海电力大学 一种跨临界co2发电驱动的热泵储能系统
CN112128070A (zh) * 2020-09-24 2020-12-25 北京前沿动力科技股份有限公司 一种orc中冷压缩机的太阳能光热二氧化碳布雷顿循环系统
CN113187680A (zh) * 2021-05-27 2021-07-30 西安热工研究院有限公司 一种配备电热储能的光伏发电系统及运行方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李涛等: "利用喷射提高跨临界二氧化碳系统的性能", 《西安交通大学学报》 *
李涛等: "利用喷射提高跨临界二氧化碳系统的性能", 《西安交通大学学报》, no. 05, 20 May 2006 (2006-05-20) *
谢永慧等: "多级轴流超临界二氧化碳压气机气动性能研究", 《热力透平》 *
谢永慧等: "多级轴流超临界二氧化碳压气机气动性能研究", 《热力透平》, no. 02, 30 June 2019 (2019-06-30) *
郭兴龙等: "膨胀机与喷射器跨临界二氧化碳循环比较研究", 《制冷技术》 *
郭兴龙等: "膨胀机与喷射器跨临界二氧化碳循环比较研究", 《制冷技术》, no. 02, 15 June 2012 (2012-06-15) *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114877737A (zh) * 2022-05-12 2022-08-09 西安交通大学 一种基于闪蒸与引射器的液态二氧化碳储能系统及方法
CN114877737B (zh) * 2022-05-12 2023-01-10 西安交通大学 一种基于闪蒸与引射器的液态二氧化碳储能系统及方法
CN114909814A (zh) * 2022-05-24 2022-08-16 天津大学 一种兼顾多温区制热和制冷的二氧化碳跨临界循环方法
CN114909814B (zh) * 2022-05-24 2023-10-20 天津大学 一种兼顾多温区制热和制冷的二氧化碳跨临界循环方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113958380B (zh) 2022-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101623309B1 (ko) 초임계 이산화탄소 발전시스템
CN110374838A (zh) 一种基于lng冷量利用的跨临界二氧化碳储能系统及方法
CN114198170B (zh) 一种基于双蓄热回路的二氧化碳储能系统及其工作方法
CN212406844U (zh) 回收废热的超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统
CN102400867B (zh) 带蓄热的超临界二氧化碳太阳能热发电系统
CN110030048B (zh) 一种s-co2循环与orc循环结合的核能发电系统及热能循环方法
CN114060111B (zh) 火电机组循环水余热利用的液态压缩空气储能方法及系统
CN110863961B (zh) 一种超临界co2再压缩布雷顿和lng联合循环发电系统
CN113958380B (zh) 一种利用气液分离器和喷射器的跨临界二氧化碳发电系统及方法
CN108798808B (zh) 一种用于高温烟气余热回收的co２循环热电联产系统
CN111075671A (zh) 一种耦合集成太阳能、超临界二氧化碳和压缩空气储能的发电系统
CN112554983B (zh) 一种耦合卡琳娜循环的液态二氧化碳储能系统及方法
CN101988397A (zh) 一种低品位热流原动机、发电系统及其方法
CN110552750B (zh) 一种非共沸有机朗肯-双喷射冷热电联供系统
CN111305920A (zh) 一种汽驱空气储能调峰系统及方法
CN212054842U (zh) 一种汽驱空气储能调峰系统
CN209875221U (zh) 采用喷射泵和分离器提高中低温热源发电能力的系统
CN114109543B (zh) 利用汽轮机旁路补热的液态压缩空气储能方法及系统
CN111271143A (zh) 一种提高电力灵活性的系统及方法
CN113446081B (zh) 一种液态金属磁流体超临界co2联合循环发电系统及方法
CN114033516B (zh) 耦合高背压供热机组的液态压缩空气储能方法及系统
CN112554975B (zh) 超临界二氧化碳热动力循环发电系统及其控制方法
CN209875237U (zh) 一种超临界双膨胀两级回热的有机朗肯循环系统
CN211900718U (zh) 一种有机朗肯循环发电装置
CN210123782U (zh) 一种超临界co2底循环的天然气燃料电池发电系统

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