一种船用燃气轮机超临界二氧化碳双循环余热回收系统技术方案

本发明专利技术公开了一种船用燃气轮机超临界二氧化碳双循环余热回收系统，包括：冷凝器，用于将液态二氧化碳冷却后通过泵加压至中间压力，并将二氧化碳分流为第一路二氧化碳及第二路二氧化碳；高温子循环单元，用于将第一路二氧化碳作为工作流体，并将燃气轮机废气的高温部分热量通过高温加热器引入进行高温子循环；低温子循环单元，用于将第二路二氧化碳作为工作流体，并将燃气轮机废气的剩余部分热量通过低温加热器引入进行低温子循环，从而提高了余热回收的效率，并节省了舰船的机组空间。并节省了舰船的机组空间。并节省了舰船的机组空间。

【技术实现步骤摘要】
一种船用燃气轮机超临界二氧化碳双循环余热回收系统


[0001]本申请涉及余热回收
，更具体地，涉及一种船用燃气轮机超临界二氧化碳双循环余热回收系统。

技术介绍

[0002]燃气轮机具有紧凑尺寸、高功率密度和高耐用性等特点，但大量燃料的能量仍然通过燃气轮机排气被浪费掉。在环保意识的提高和燃料价格上涨的推动下，迫切需要合适的舰船用燃气轮机余热回收技术来提高能源效率和减少舰船的污染物排放。
[0003]因此考虑通过将另一个可以利用相对低温的余热的底部热力学循环与燃气轮机相耦合，将燃气轮机排出的热量转化为热能或电能，从而提高整体能源效率。考虑到舰船的空间有限，燃气轮机余热回收机组应具备整体效率高、紧凑性、工作流体容易获得和可靠性高等特点，但现有技术中的余热回收机组无法满足上述需要，现有技术的余热回收的整体效率不高，且余热回收系统的占有体积大，造成舰船的利用面积紧张。
[0004]因此，如何提供一种船用燃气轮机超临界二氧化碳双循环余热回收系统，提高余热回收的效率，并降低余热回收系统的占有体积，提高余热回收系统的紧凑性，是目前有待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种船用燃气轮机超临界二氧化碳双循环余热回收系统，用以解决现有技术中余热回收的整体效率不高，且余热回收系统的占有体积大，造成舰船的利用面积紧张的技术问题，所述系统包括：
[0006]冷凝器，用于将液态二氧化碳冷却后通过泵加压至中间压力，并将二氧化碳分流为第一路二氧化碳及第二路二氧化碳；
[0007]高温子循环单元，用于将第一路二氧化碳作为工作流体，并将燃气轮机废气的高温部分热量通过高温加热器引入进行高温子循环；
[0008]低温子循环单元，用于将第二路二氧化碳作为工作流体，并将燃气轮机废气的剩余部分热量通过低温加热器引入进行低温子循环；
[0009]所述冷凝器通过泵分别与所述高温子循环单元、低温子循环单元相连，所述高温子循环单元与所述低温子循环单元串联连接。
[0010]本申请一些实施例中，所述高温子循环单元包括高温加热器、主压缩机、低温同流换热器、高温同流换热器、再压缩器、高温涡轮机。
[0011]本申请一些实施例中，所述低温子循环单元包括底部换热器、低温涡轮机、低温加热器。
[0012]本申请一些实施例中，所述高温加热器通过泵与冷凝器相连，所述高温加热器还分别与所述再压缩器、低温同流换热器相连，所述再压缩器与所述高温同流换热器及所述高温涡轮机相连，所述低温同流换热器与所述高温同流换热器相连，所述高温同流换热器
与所述高温加热器相连，所述高温加热器与所述高温涡轮机相连，所述高温涡轮机与所述高温同流换热器相连。
[0013]本申请一些实施例中，所述底部换热器与所述低温加热器相连，所述低温加热器与所述低温涡轮机相连，所述低温涡轮机与所述底部换热器相连。
[0014]本申请一些实施例中，所述高温子循环单元具体用于：
[0015]接收冷凝器输送的所述第一路二氧化碳，并将所述第一路二氧化碳输入到主压缩机，并通过所述主压缩机将所述第一路二氧化碳压缩到最大循环压力；
[0016]所述第一路二氧化碳进入低温同流换热器中进行预热；
[0017]经过预热后的第一路二氧化碳与经过再压缩器再压缩后的工作流体混合为混合流体，并依次通过高温同流换热器及高温加热器达到最高循环温度，所述经过再压缩器再压缩后的工作流体具体为低压二氧化碳流依次经由高温同流换热器及低温同流换热器后流入再压缩器中的二氧化碳流体；
[0018]达到最高循环温度的混合流体进入高温涡轮机生产驱动压缩机和发电的功。
[0019]本申请一些实施例中，所述低温子循环单元具体用于：
[0020]所述第二路二氧化碳依次在底部换热器及低温加热器中加热；
[0021]经过加热的第二路二氧化碳在低温涡轮机中膨胀发电；
[0022]低温子循环单元中离开所述底部换热器的二氧化碳流体与主二氧化碳流体汇合后被海水冷凝为饱和液体，所述主二氧化碳流体具体为高温子循环单元中低压二氧化碳流依次经由高温同流换热器及低温同流换热器后除流入再压缩器中的二氧化碳流体以外的主二氧化碳流。
[0023]通过应用以上技术方案，船用燃气轮机超临界二氧化碳双循环余热回收系统包括：冷凝器，用于将液态二氧化碳冷却后通过泵加压至中间压力，并将二氧化碳分流为第一路二氧化碳及第二路二氧化碳；高温子循环单元，用于将第一路二氧化碳作为工作流体，并将燃气轮机废气的高温部分热量通过高温加热器引入进行高温子循环；低温子循环单元，用于将第二路二氧化碳作为工作流体，并将燃气轮机废气的剩余部分热量通过低温加热器引入进行低温子循环，从而提高了余热回收的效率，并节省了舰船的机组空间。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。
[0025]图1示出了本专利技术实施例提出的一种船用燃气轮机超临界二氧化碳双循环余热回收系统的结构示意图。
具体实施方式
[0026]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
[0027]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0028]术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0029]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0030]本申请实施例提供一种船用燃气轮机超临界二氧化碳双循环余热回收系统，如图1所示，所述系统包括：
[0031]冷凝器，用于将液态二氧化碳冷却后通过泵加压至中间压力，并将二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船用燃气轮机超临界二氧化碳双循环余热回收系统，其特征在于，所述系统包括：冷凝器，用于将液态二氧化碳冷却后通过泵加压至中间压力，并将二氧化碳分流为第一路二氧化碳及第二路二氧化碳；高温子循环单元，用于将第一路二氧化碳作为工作流体，并将燃气轮机废气的高温部分热量通过高温加热器引入进行高温子循环；低温子循环单元，用于将第二路二氧化碳作为工作流体，并将燃气轮机废气的剩余部分热量通过低温加热器引入进行低温子循环；所述冷凝器通过泵分别与所述高温子循环单元、低温子循环单元相连，所述高温子循环单元与所述低温子循环单元串联连接。2.如权利要求1所述的船用燃气轮机超临界二氧化碳双循环余热回收系统，其特征在于，所述高温子循环单元包括高温加热器、主压缩机、低温同流换热器、高温同流换热器、再压缩器、高温涡轮机。3.如权利要求1所述的船用燃气轮机超临界二氧化碳双循环余热回收系统，其特征在于，所述低温子循环单元包括底部换热器、低温涡轮机、低温加热器。4.如权利要求2所述的船用燃气轮机超临界二氧化碳双循环余热回收系统，其特征在于，所述高温加热器通过泵与冷凝器相连，所述高温加热器还分别与所述再压缩器、低温同流换热器相连，所述再压缩器与所述高温同流换热器及所述高温涡轮机相连，所述低温同流换热器与所述高温同流换热器相连，所述高温同流换热器与所述高温加热器相连，所述高温加热器与所述高温涡轮机相连，所述高温涡轮机与所述高温同流换热器相连。5.如权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张怿，沙浩，包继雄，冯晓华，席勤琴，张建东，郑永峰，韦巍，
申请(专利权)人：华能苏州热电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：