一种吸收式CO2动力循环系统的制作方法

本发明属于热能转换技术领域，特别涉及一种吸收式co2动力循环方法及系统。

背景技术：

近年来，由于co2是一种无毒、稳定、价格低廉的自然工质，拥有不可燃、环境友好等特点，因此，co2动力循环在热能转换方面备受关注、潜力巨大，为能源高效转化利用提供了新的发展方向。co2动力循环包括常规co2跨临界动力循环和超临界co2布雷顿循环。在常规co2跨临界动力循环中，冷凝器中工质难以被常规冷却水冷凝，技术实用化难度大；在超临界co2布雷顿循环中，采用压缩机对超临界co2进行增压，超临界co2比容远大于液态介质，压缩过程耗功较大，循环效率低。专利201410042886.6公布了一种新型跨临界动力循环方法，有助于解决循环工质在工质泵内功耗过大以及循环工质在冷凝器中难以被常规冷却水冷凝的问题，推动了co2跨临界动力循环的发展。专利200810104125.3公布了一种以太阳能或余热能等低品质热能为热源的超临界co2动力循环系统。专利201610207341.5公布了一种化石能源与太阳能相补充的超临界co2布雷顿循环发电系统。专利200510029499.x公布了一种吸收式制冷循环与有机朗肯循环联合运行的动力装置，大幅提高了能源利用效率。

技术实现要素：

本发明的目的是：提供一种吸收式co2动力循环系统，解决跨临界co2动力循环和超临界co2布雷顿循环中存在的功耗高、效率低、推广应用难等问题，进一步提高热能转换效率，降低工业成本。

本发明的技术方案是：一种吸收式co2动力循环系统，它包括：膨胀部件(1)、发电机(2)、吸收器(3)、液态介质泵(4)、发生器(5)、降压能量回收装置(6)；

所述膨胀部件(1)出口与所述吸收器(3)第一进口相连；所述吸收器(3)出口与所述液态介质泵(4)入口相连；所述液态介质泵(4)出口与所述发生器(5)入口相连；所述发生器(5)第一出口与所述膨胀部件(1)入口相连；所述发生器(5)第二出口与所述降压能量回收装置(6)入口相连，所述降压能量回收装置(6)出口与所述吸收器(3)第二进口相连；

所述膨胀部件(1)用于使高压高温的富含co2流体膨胀对外输出轴功，并将做功后的低压富含co2流体输送给所述吸收器(3)；

所述发电机(2)用于将所述膨胀部件(1)输出的轴功转换为电能；

所述吸收器(3)用于使低压低co2含量液态吸收介质吸收所述膨胀部件(1)输送的低压富含co2流体，并将吸收co2后的液态吸收介质输送给所述液态介质泵(4)；所述吸收器(3)中co2溶解放出的热量由内置的冷却管道中的冷却液带走；

所述液态介质泵(4)用于给所述吸收器(3)输送的吸收co2后的液态吸收介质加压，并将加压后的吸收co2后的液态吸收介质输送给所述发生器(5)；

所述发生器(5)用于使用内置加热管道给所述液态介质泵(4)输送的吸收co2后的液态吸收介质加热，分离出高压高温co2，并将分离出的富含co2流体传送给所述膨胀部件(1)，将低co2含量液态吸收介质输送给所述降压能量回收装置(6)；

所述降压能量回收装置(6)用于回收低co2含量液态吸收介质的压能，并将降压后的低co2含量液态吸收介质传送给所述吸收器(3)。

更进一步地，所述膨胀部件(1)、发生器(5)、吸收器(3)中的co2均处于超临界压力下，高压侧压力为12-40mpa，低压侧压力7.38-10mpa；co2在所述膨胀部件(1)中，co2从超临界状态膨胀至超临界状态。

更进一步地，所述发生器(5)中的co2处于超临界压力下，高压侧压力为12-40mpa；所述吸收器(3)中的co2处于亚临界压力下，低压侧压力4.5-7.38mpa；co2在所述膨胀部件(1)中，co2从超临界状态膨胀至亚临界状态。

更进一步地，还包括液-液回热器(7)；所述液-液回热器(7)的高压侧入口与所述液态介质泵(4)出口相连，所述液-液回热器(7)高压侧出口与所述发生器(5)入口相连；所述液-液回热器(7)低压侧入口与所述降压能量回收装置(6)出口相连，所述液-液回热器(7)低压侧出口与吸收器(3)第二入口相连；所述液-液回热器(7)用于将降压后的低co2含量的液态吸收介质的热能传导给从所述液态介质泵(4)输送给所述发生器(5)的高co2含量的液态吸收介质。

更进一步地，所述液-液回热器(7)低压侧的co2处于超临界压力下，低压侧压力7.38-10.0mpa。

更进一步地，所述液-液回热器(7)低压侧的co2处于亚临界压力下，低压侧压力4.5-7.38mpa。

更进一步地，还包括气-液回热器(8)；所述气-液回热器(8)的高压侧入口与所述液态介质泵(4)出口相连，所述气-液回热器(8)的高压侧出口与所述发生器(5)入口相连；所述气-液回热器(8)的低压侧入口与所述膨胀部件(1)出口相连，所述气-液回热器(8)的低压侧出口与所述吸收器(3)第一入口相连；所述气-液回热器(8)用于将膨胀做功后的低压富含co2流体的热能传导给从所述液态介质泵(4)输送给所述发生器(5)的高co2含量的液态吸收介质。

更进一步地，所述气-液回热器(8)低压侧的co2处于超临界压力下，低压侧压力7.38-10.0mpa。

更进一步地，所述气-液回热器(8)低压侧的co2处于亚临界压力下，低压侧压力4.5-7.38mpa。

更进一步地，还包括液-液回热器(7)、气-液回热器(8)；所述液-液回热器(7)的高压侧入口与所述气-液回热器(8)出口相连，所述液-液回热器(7)高压侧出口与与所述发生器(5)入口相连；所述液-液回热器(7)低压侧入口与所述降压能量回收装置(6)出口相连，所述液-液回热器(7)低压侧出口与吸收器(3)第二入口相连；所述液-液回热器(7)用于将降压后的低co2含量的液态吸收介质的热能量传导给从所述液态介质泵(4)输送给所述发生器(5)的高co2含量的液态吸收介质；所述气-液回热器(8)的高压侧入口与所述液态介质泵(4)出口相连，所述气-液回热器(8)的高压侧出口与所述液-液回热器(7)高压侧入口相连；所述气-液回热器(8)的低压侧入口与所述膨胀部件(1)出口相连，所述气-液回热器(8)的低压侧出口与所述吸收器(3)第一入口相连；所述气-液回热器(8)用于将膨胀做功后的低压富含co2流体的热能传导给从所述液态介质泵(4)输送给所述发生器(5)的高co2含量的液态吸收介质。

更进一步地，所述液-液回热器(7)和气-液回热器(8)低压侧的co2处于超临界压力下，低压侧压力7.38-10.0mpa。

更进一步地，所述液-液回热器(7)和气-液回热器(8)低压侧的co2处于亚临界压力下，低压侧压力4.5-7.38mpa。

本发明针对跨临界co2动力循环和超临界co2布雷顿循环中存在的不足，采用内嵌吸收/释放的co2动力循环方式，充分利用co2吸收剂对co2具有的吸收作用，利用co2的溶解度在低压低温状态下较高，且随温度的升高而降低，并在高温状态下释放co2的特性，以及co2的化学稳定性、热稳定性，实现了co2动力循环，解决了现有技术中存在的功耗高、效率低、推广应用难等问题，进一步提高了热能转换效率，降低了工业成本。

附图说明

图1为本发明系统流程示意图；

图2为本发明降压能量回收装置后带液-液回热器的流程示意图；

图3为本发明膨胀部件出口带气-液回热器的流程示意图；

图4为本发明带双回热器的流程示意图。

1--膨胀部件，2--发电机，3--吸收器，4--液态介质泵，5--发生器，6--降压能量回收装置，7--液-液回热器，8--气-液回热器

具体实施方式

实施例1：参见图1，一种吸收式co2动力循环系统，它包括：膨胀部件(1)、发电机(2)、吸收器(3)、液态介质泵(4)、发生器(5)、降压能量回收装置(6)；

所述膨胀部件(1)出口与所述吸收器(3)第一进口相连；所述吸收器(3)出口与所述液态介质泵(4)入口相连；所述液态介质泵(4)出口与所述发生器(5)入口相连；所述发生器(5)第一出口与所述膨胀部件(1)入口相连；所述发生器(5)第二出口与所述降压能量回收装置(6)入口相连，所述降压能量回收装置(6)出口与所述吸收器(3)第二进口相连；

所述膨胀部件(1)用于使高压高温的富含co2流体膨胀对外输出轴功，并将做功后的低压富含co2流体输送给所述吸收器(3)；

所述发电机(2)用于将所述膨胀部件(1)输出的轴功转换为电能；

所述吸收器(3)用于使低压低co2含量液态吸收介质吸收所述膨胀部件(1)输送的低压富含co2流体，并将吸收co2后的液态吸收介质输送给所述液态介质泵(4)；所述吸收器(3)中co2溶解放出的热量由内置的冷却管道中的冷却液带走；

所述液态介质泵(4)用于给所述吸收器(3)输送的吸收co2后的液态吸收介质加压，并将加压后的吸收co2后的液态吸收介质输送给所述发生器(5)；

所述发生器(5)用于使用内置加热管道给所述液态介质泵(4)输送的吸收co2后的液态吸收介质加热，分离出高压高温co2，并将分离出的富含co2流体传送给所述膨胀部件(1)，将低co2含量液态吸收介质输送给所述降压能量回收装置(6)；

所述降压能量回收装置(6)用于回收低co2含量液态吸收介质的压能，并将降压后的低co2含量液态吸收介质传送给所述吸收器(3)。

实施例2：参见图2，在上述实施例1的基础上，一种吸收式co2动力循环系统，还包括液-液回热器(7)；所述液-液回热器(7)的高压侧入口与所述液态介质泵(4)出口相连，所述液-液回热器(7)高压侧出口与所述发生器(5)入口相连；所述液-液回热器(7)低压侧入口与所述降压能量回收装置(6)出口相连，所述液-液回热器(7)低压侧出口与吸收器(3)第二入口相连；所述液-液回热器(7)用于将降压后的低co2含量的液态吸收介质的热能传导给从所述液态介质泵(4)输送给所述发生器(5)的高co2含量的液态吸收介质；所述液-液回热器(7)低压侧的co2处于超临界压力下，低压侧压力7.38-10.0mpa；所述液-液回热器(7)低压侧的co2处于亚临界压力下，低压侧压力4.5-7.38mpa。

实施例3：参见图3，在上述实施例1的基础上，一种吸收式co2动力循环系统，还包括气-液回热器(8)；所述气-液回热器(8)的高压侧入口与所述液态介质泵(4)出口相连，所述气-液回热器(8)的高压侧出口与所述发生器(5)入口相连；所述气-液回热器(8)的低压侧入口与所述膨胀部件(1)出口相连，所述气-液回热器(8)的低压侧出口与所述吸收器(3)第一入口相连；所述气-液回热器(8)用于将膨胀做功后的低压富含co2流体的热能传导给从所述液态介质泵(4)输送给所述发生器(5)的高co2含量的液态吸收介质；所述气-液回热器(8)低压侧的co2处于超临界压力下，低压侧压力7.38-10.0mpa；所述气-液回热器(8)低压侧的co2处于亚临界压力下，低压侧压力4.5-7.38mpa。

实施例4：参见图4，一种吸收式co2动力循环系统，还包括液-液回热器(7)、气-液回热器(8)；所所述液-液回热器(7)的高压侧入口与所述气-液回热器(8)出口相连，所述液-液回热器(7)高压侧出口与与所述发生器(5)入口相连；所述液-液回热器(7)低压侧入口与所述降压能量回收装置(6)出口相连，所述液-液回热器(7)低压侧出口与吸收器(3)第二入口相连；所述液-液回热器(7)用于将降压后的低co2含量的液态吸收介质的热能量传导给从所述液态介质泵(4)输送给所述发生器(5)的高co2含量的液态吸收介质；所述气-液回热器(8)的高压侧入口与所述液态介质泵(4)出口相连，所述气-液回热器(8)的高压侧出口与所述液-液回热器(7)高压侧入口相连；所述气-液回热器(8)的低压侧入口与所述膨胀部件(1)出口相连，所述气-液回热器(8)的低压侧出口与所述吸收器(3)第一入口相连；所述气-液回热器(8)用于将膨胀做功后的低压富含co2流体的热能传导给从所述液态介质泵(4)输送给所述发生器(5)的高co2含量的液态吸收介质；所述液-液回热器(7)和气-液回热器(8)低压侧的co2处于超临界压力下，低压侧压力7.38-10.0mpa；所述液-液回热器(7)和气-液回热器(8)低压侧的co2处于亚临界压力下，低压侧压力4.5-7.38mpa。