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专利号: 2018103556826
申请人: 安徽工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种利用钢渣热能、燃气-超临界二氧化碳联合发电方法,其特征在于:将钢渣热能和燃气燃烧后的热能换热给S-CO2工质,S-CO2工质做工进行发电,发电后的CO2工质进行换热,换热后的CO2工质进行预压缩布雷顿循环恢复超临界状态。

2.根据权利要求1所述的一种利用钢渣热能、燃气-超临界二氧化碳联合发电方法,其特征在于,具体步骤如下:

(1)一次加热,将钢渣的热量换热给回热后的S-CO2工质进行一次加热;

(2)二次加热,将燃气燃烧后的热量换热给S-CO2工质进行二次加热;

(3)发电,二次加热后的CO2工质带动发电机进行发电;

(4)恢复状态,包括换热阶段和回热阶段,

换热阶段:发电后的CO2工质进行换热,换热后的CO2工质预压缩后进行二次换热,二次换热后的CO2工质预冷降温,预冷后的CO2工质恢复超临界状态;

回热阶段:预冷降温后的CO2工质进行二次压缩,压缩CO2工质进行二次回热升温,完成循环。

3.根据权利要求2所述的一种利用钢渣热能、燃气-超临界二氧化碳联合发电方法,其特征在于,所述步骤(4)中的换热阶段具体为:发电后的CO2工质通过Ⅱ高温侧入口(472)进入高温回热器(470)换热降温,然后CO2工质从Ⅱ高温侧出口(471)流出进入预压缩机(430)进行预压缩,压缩后的CO2工质通过Ⅰ高温侧入口(461)进入低温回热器(460)内进行二次换热,二次换热后的CO2工质从Ⅰ高温侧出口(462)流出进入预冷器(450)进行预冷。

4.根据权利要求2所述的一种利用钢渣热能、燃气-超临界二氧化碳联合发电方法,其特征在于,所述步骤(4)中回热阶段的具体为:预冷后的CO2工质进入主压缩机(440)内进行二次压缩,二次压缩后的CO2工质通过Ⅰ低温侧入口(463)进入低温回热器(460),在低温回热器(460)内进行一次回热,一次回热后的CO2工质从Ⅰ低温侧出口(464)流出通过Ⅱ低温侧入口(473)进入高温回热器(470),CO2工质在高温回热器(470)进行二次回热,二次回热后的CO2工质从Ⅱ低温侧出口(474)流出恢复超临界状态。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种利用钢渣热能、燃气-超临界二氧化碳联合发电方法,其特征在于:所述方法采用如下装置进行,包括风能采集单元(100)、燃气轮机发电单元(200)、钢渣热能回收单元(300)和循环发电单元(400),风能采集单元(100)与燃气轮机发电单元(200)通过管道连接,所述钢渣热能回收单元(300)和循环发电单元(400)通过管道连接,所述燃气轮机发电单元(200)和循环发电单元(400)通过管道连接。

6.根据权利要求5所述的一种利用钢渣热能、燃气-超临界二氧化碳联合发电方法,其特征在于:所述风能采集单元(100)包括风力机组(110)和空气压缩机(130),所述风力机组(110)和空气压缩机(130)通过变速传动装置(120)连接,该风能采集单元(100)用于将风能转化成动能进行空气压缩。

7.根据权利要求5所述的一种利用钢渣热能、燃气-超临界二氧化碳联合发电方法,其特征在于:所述燃气轮机发电单元(200)包括燃烧器(210)、燃气透平(220)和燃气轮发电机(230),所述燃烧器(210)与空气压缩机(130)连通,所述燃气轮机发电单元(200)将空气压缩机(130)压缩的空气与燃料进行燃烧发电,并得到高温废气,所述燃气透平(220)的出口分别与燃气轮发电机(230)和第二换热器(480)连接。

8.根据权利要求5所述的一种利用钢渣热能、燃气-超临界二氧化碳联合发电方法,其特征在于:所述钢渣热能回收单元(300)包括闷渣装置(310)、蒸汽加压装置(330)、蒸汽水化池(340)和第一换热器(350),所述闷渣装置(310)通过蒸汽收集管道(320)与蒸汽加压装置(330)相连,所述蒸汽加压装置(330)通过管道与蒸汽水化池(340)连通,所述蒸汽水化池(340)与第一换热器(350)通过管道相连。

9.根据权利要求5所述的一种利用钢渣热能、燃气-超临界二氧化碳联合发电方法,其特征在于:所述循环发电单元(400)包括发电机(410)、超临界二氧化碳透平(420)、预压缩机(430)、主压缩机(440)、低温回热器(460)和高温回热器(470),所述超临界二氧化碳透平(420)通过传动轴与发电机(410)相连并带动发电机(410)发电,所述超临界二氧化碳透平(420)的出口通过管道与高温回热器(470)的Ⅱ高温侧入口(472)连接,高温回热器(470)的Ⅱ高温侧出口(471)与预压缩机(430)入口通过管道连接,预压缩机(430)出口与低温回热器(460)的Ⅰ高温侧入口(461)连接,低温回热器(460)的Ⅰ高温侧出口(462)与预冷器(450)入口通过管道连接,预冷器(450)出口与主压缩机(440)入口通过管道连接,主压缩机(440)出口与Ⅰ低温侧入口(463)连接,低温回热器(460的Ⅰ低温侧出口(464)与高温回热器(470)的Ⅱ低温侧入口(473)通过管道连接,Ⅱ低温侧出口(474)通过管道相连有第一换热器(350)。

10.根据权利要求9所述的一种利用钢渣热能、燃气-超临界二氧化碳联合发电方法,其特征在于:主压缩机(440)的功率为Wpr1,预压缩机(430)的功率为Wpr2,Wpr1:Wpr2=3.6~14。