一種吸收式CO2動力循環系統的制作方法

本發明屬于熱能轉換技術領域，特別涉及一種吸收式co2動力循環方法及系統。

背景技術：

近年來，由于co2是一種無毒、穩定、價格低廉的自然工質，擁有不可燃、環境友好等特點，因此，co2動力循環在熱能轉換方面備受關注、潛力巨大，為能源高效轉化利用提供了新的發展方向。co2動力循環包括常規co2跨臨界動力循環和超臨界co2布雷頓循環。在常規co2跨臨界動力循環中，冷凝器中工質難以被常規冷卻水冷凝，技術實用化難度大；在超臨界co2布雷頓循環中，采用壓縮機對超臨界co2進行增壓，超臨界co2比容遠大于液態介質，壓縮過程耗功較大，循環效率低。專利201410042886.6公布了一種新型跨臨界動力循環方法，有助于解決循環工質在工質泵內功耗過大以及循環工質在冷凝器中難以被常規冷卻水冷凝的問題，推動了co2跨臨界動力循環的發展。專利200810104125.3公布了一種以太陽能或余熱能等低品質熱能為熱源的超臨界co2動力循環系統。專利201610207341.5公布了一種化石能源與太陽能相補充的超臨界co2布雷頓循環發電系統。專利200510029499.x公布了一種吸收式制冷循環與有機朗肯循環聯合運行的動力裝置，大幅提高了能源利用效率。

技術實現要素：

本發明的目的是：提供一種吸收式co2動力循環系統，解決跨臨界co2動力循環和超臨界co2布雷頓循環中存在的功耗高、效率低、推廣應用難等問題，進一步提高熱能轉換效率，降低工業成本。

本發明的技術方案是：一種吸收式co2動力循環系統，它包括：膨脹部件(1)、發電機(2)、吸收器(3)、液態介質泵(4)、發生器(5)、降壓能量回收裝置(6)；

所述膨脹部件(1)出口與所述吸收器(3)第一進口相連；所述吸收器(3)出口與所述液態介質泵(4)入口相連；所述液態介質泵(4)出口與所述發生器(5)入口相連；所述發生器(5)第一出口與所述膨脹部件(1)入口相連；所述發生器(5)第二出口與所述降壓能量回收裝置(6)入口相連，所述降壓能量回收裝置(6)出口與所述吸收器(3)第二進口相連；

所述膨脹部件(1)用于使高壓高溫的富含co2流體膨脹對外輸出軸功，并將做功后的低壓富含co2流體輸送給所述吸收器(3)；

所述發電機(2)用于將所述膨脹部件(1)輸出的軸功轉換為電能；

所述吸收器(3)用于使低壓低co2含量液態吸收介質吸收所述膨脹部件(1)輸送的低壓富含co2流體，并將吸收co2后的液態吸收介質輸送給所述液態介質泵(4)；所述吸收器(3)中co2溶解放出的熱量由內置的冷卻管道中的冷卻液帶走；

所述液態介質泵(4)用于給所述吸收器(3)輸送的吸收co2后的液態吸收介質加壓，并將加壓后的吸收co2后的液態吸收介質輸送給所述發生器(5)；

所述發生器(5)用于使用內置加熱管道給所述液態介質泵(4)輸送的吸收co2后的液態吸收介質加熱，分離出高壓高溫co2，并將分離出的富含co2流體傳送給所述膨脹部件(1)，將低co2含量液態吸收介質輸送給所述降壓能量回收裝置(6)；

所述降壓能量回收裝置(6)用于回收低co2含量液態吸收介質的壓能，并將降壓后的低co2含量液態吸收介質傳送給所述吸收器(3)。

更進一步地，所述膨脹部件(1)、發生器(5)、吸收器(3)中的co2均處于超臨界壓力下，高壓側壓力為12-40mpa，低壓側壓力7.38-10mpa；co2在所述膨脹部件(1)中，co2從超臨界狀態膨脹至超臨界狀態。

更進一步地，所述發生器(5)中的co2處于超臨界壓力下，高壓側壓力為12-40mpa；所述吸收器(3)中的co2處于亞臨界壓力下，低壓側壓力4.5-7.38mpa；co2在所述膨脹部件(1)中，co2從超臨界狀態膨脹至亞臨界狀態。

更進一步地，還包括液-液回熱器(7)；所述液-液回熱器(7)的高壓側入口與所述液態介質泵(4)出口相連，所述液-液回熱器(7)高壓側出口與所述發生器(5)入口相連；所述液-液回熱器(7)低壓側入口與所述降壓能量回收裝置(6)出口相連，所述液-液回熱器(7)低壓側出口與吸收器(3)第二入口相連；所述液-液回熱器(7)用于將降壓后的低co2含量的液態吸收介質的熱能傳導給從所述液態介質泵(4)輸送給所述發生器(5)的高co2含量的液態吸收介質。

更進一步地，所述液-液回熱器(7)低壓側的co2處于超臨界壓力下，低壓側壓力7.38-10.0mpa。

更進一步地，所述液-液回熱器(7)低壓側的co2處于亞臨界壓力下，低壓側壓力4.5-7.38mpa。

更進一步地，還包括氣-液回熱器(8)；所述氣-液回熱器(8)的高壓側入口與所述液態介質泵(4)出口相連，所述氣-液回熱器(8)的高壓側出口與所述發生器(5)入口相連；所述氣-液回熱器(8)的低壓側入口與所述膨脹部件(1)出口相連，所述氣-液回熱器(8)的低壓側出口與所述吸收器(3)第一入口相連；所述氣-液回熱器(8)用于將膨脹做功后的低壓富含co2流體的熱能傳導給從所述液態介質泵(4)輸送給所述發生器(5)的高co2含量的液態吸收介質。

更進一步地，所述氣-液回熱器(8)低壓側的co2處于超臨界壓力下，低壓側壓力7.38-10.0mpa。

更進一步地，所述氣-液回熱器(8)低壓側的co2處于亞臨界壓力下，低壓側壓力4.5-7.38mpa。

更進一步地，還包括液-液回熱器(7)、氣-液回熱器(8)；所述液-液回熱器(7)的高壓側入口與所述氣-液回熱器(8)出口相連，所述液-液回熱器(7)高壓側出口與與所述發生器(5)入口相連；所述液-液回熱器(7)低壓側入口與所述降壓能量回收裝置(6)出口相連，所述液-液回熱器(7)低壓側出口與吸收器(3)第二入口相連；所述液-液回熱器(7)用于將降壓后的低co2含量的液態吸收介質的熱能量傳導給從所述液態介質泵(4)輸送給所述發生器(5)的高co2含量的液態吸收介質；所述氣-液回熱器(8)的高壓側入口與所述液態介質泵(4)出口相連，所述氣-液回熱器(8)的高壓側出口與所述液-液回熱器(7)高壓側入口相連；所述氣-液回熱器(8)的低壓側入口與所述膨脹部件(1)出口相連，所述氣-液回熱器(8)的低壓側出口與所述吸收器(3)第一入口相連；所述氣-液回熱器(8)用于將膨脹做功后的低壓富含co2流體的熱能傳導給從所述液態介質泵(4)輸送給所述發生器(5)的高co2含量的液態吸收介質。

更進一步地，所述液-液回熱器(7)和氣-液回熱器(8)低壓側的co2處于超臨界壓力下，低壓側壓力7.38-10.0mpa。

更進一步地，所述液-液回熱器(7)和氣-液回熱器(8)低壓側的co2處于亞臨界壓力下，低壓側壓力4.5-7.38mpa。

本發明針對跨臨界co2動力循環和超臨界co2布雷頓循環中存在的不足，采用內嵌吸收/釋放的co2動力循環方式，充分利用co2吸收劑對co2具有的吸收作用，利用co2的溶解度在低壓低溫狀態下較高，且隨溫度的升高而降低，并在高溫狀態下釋放co2的特性，以及co2的化學穩定性、熱穩定性，實現了co2動力循環，解決了現有技術中存在的功耗高、效率低、推廣應用難等問題，進一步提高了熱能轉換效率，降低了工業成本。

附圖說明

圖1為本發明系統流程示意圖；

圖2為本發明降壓能量回收裝置后帶液-液回熱器的流程示意圖；

圖3為本發明膨脹部件出口帶氣-液回熱器的流程示意圖；

圖4為本發明帶雙回熱器的流程示意圖。

1--膨脹部件，2--發電機，3--吸收器，4--液態介質泵，5--發生器，6--降壓能量回收裝置，7--液-液回熱器，8--氣-液回熱器

具體實施方式

實施例1：參見圖1，一種吸收式co2動力循環系統，它包括：膨脹部件(1)、發電機(2)、吸收器(3)、液態介質泵(4)、發生器(5)、降壓能量回收裝置(6)；

所述膨脹部件(1)出口與所述吸收器(3)第一進口相連；所述吸收器(3)出口與所述液態介質泵(4)入口相連；所述液態介質泵(4)出口與所述發生器(5)入口相連；所述發生器(5)第一出口與所述膨脹部件(1)入口相連；所述發生器(5)第二出口與所述降壓能量回收裝置(6)入口相連，所述降壓能量回收裝置(6)出口與所述吸收器(3)第二進口相連；

所述膨脹部件(1)用于使高壓高溫的富含co2流體膨脹對外輸出軸功，并將做功后的低壓富含co2流體輸送給所述吸收器(3)；

所述發電機(2)用于將所述膨脹部件(1)輸出的軸功轉換為電能；

所述吸收器(3)用于使低壓低co2含量液態吸收介質吸收所述膨脹部件(1)輸送的低壓富含co2流體，并將吸收co2后的液態吸收介質輸送給所述液態介質泵(4)；所述吸收器(3)中co2溶解放出的熱量由內置的冷卻管道中的冷卻液帶走；

所述液態介質泵(4)用于給所述吸收器(3)輸送的吸收co2后的液態吸收介質加壓，并將加壓后的吸收co2后的液態吸收介質輸送給所述發生器(5)；

所述發生器(5)用于使用內置加熱管道給所述液態介質泵(4)輸送的吸收co2后的液態吸收介質加熱，分離出高壓高溫co2，并將分離出的富含co2流體傳送給所述膨脹部件(1)，將低co2含量液態吸收介質輸送給所述降壓能量回收裝置(6)；

所述降壓能量回收裝置(6)用于回收低co2含量液態吸收介質的壓能，并將降壓后的低co2含量液態吸收介質傳送給所述吸收器(3)。

實施例2：參見圖2，在上述實施例1的基礎上，一種吸收式co2動力循環系統，還包括液-液回熱器(7)；所述液-液回熱器(7)的高壓側入口與所述液態介質泵(4)出口相連，所述液-液回熱器(7)高壓側出口與所述發生器(5)入口相連；所述液-液回熱器(7)低壓側入口與所述降壓能量回收裝置(6)出口相連，所述液-液回熱器(7)低壓側出口與吸收器(3)第二入口相連；所述液-液回熱器(7)用于將降壓后的低co2含量的液態吸收介質的熱能傳導給從所述液態介質泵(4)輸送給所述發生器(5)的高co2含量的液態吸收介質；所述液-液回熱器(7)低壓側的co2處于超臨界壓力下，低壓側壓力7.38-10.0mpa；所述液-液回熱器(7)低壓側的co2處于亞臨界壓力下，低壓側壓力4.5-7.38mpa。

實施例3：參見圖3，在上述實施例1的基礎上，一種吸收式co2動力循環系統，還包括氣-液回熱器(8)；所述氣-液回熱器(8)的高壓側入口與所述液態介質泵(4)出口相連，所述氣-液回熱器(8)的高壓側出口與所述發生器(5)入口相連；所述氣-液回熱器(8)的低壓側入口與所述膨脹部件(1)出口相連，所述氣-液回熱器(8)的低壓側出口與所述吸收器(3)第一入口相連；所述氣-液回熱器(8)用于將膨脹做功后的低壓富含co2流體的熱能傳導給從所述液態介質泵(4)輸送給所述發生器(5)的高co2含量的液態吸收介質；所述氣-液回熱器(8)低壓側的co2處于超臨界壓力下，低壓側壓力7.38-10.0mpa；所述氣-液回熱器(8)低壓側的co2處于亞臨界壓力下，低壓側壓力4.5-7.38mpa。

實施例4：參見圖4，一種吸收式co2動力循環系統，還包括液-液回熱器(7)、氣-液回熱器(8)；所所述液-液回熱器(7)的高壓側入口與所述氣-液回熱器(8)出口相連，所述液-液回熱器(7)高壓側出口與與所述發生器(5)入口相連；所述液-液回熱器(7)低壓側入口與所述降壓能量回收裝置(6)出口相連，所述液-液回熱器(7)低壓側出口與吸收器(3)第二入口相連；所述液-液回熱器(7)用于將降壓后的低co2含量的液態吸收介質的熱能量傳導給從所述液態介質泵(4)輸送給所述發生器(5)的高co2含量的液態吸收介質；所述氣-液回熱器(8)的高壓側入口與所述液態介質泵(4)出口相連，所述氣-液回熱器(8)的高壓側出口與所述液-液回熱器(7)高壓側入口相連；所述氣-液回熱器(8)的低壓側入口與所述膨脹部件(1)出口相連，所述氣-液回熱器(8)的低壓側出口與所述吸收器(3)第一入口相連；所述氣-液回熱器(8)用于將膨脹做功后的低壓富含co2流體的熱能傳導給從所述液態介質泵(4)輸送給所述發生器(5)的高co2含量的液態吸收介質；所述液-液回熱器(7)和氣-液回熱器(8)低壓側的co2處于超臨界壓力下，低壓側壓力7.38-10.0mpa；所述液-液回熱器(7)和氣-液回熱器(8)低壓側的co2處于亞臨界壓力下，低壓側壓力4.5-7.38mpa。