本技术涉及高温高压的混合介质发电领域，尤其是一种改进型煤炭超临界水气化发电双循环系统。
背景技术：
1、超临界水气化燃烧发电系统是一种以水为媒介将煤气化制氢耦合发电技术。它利用超临界水（压力高于22.1mpa、温度高于374.3℃）独特的高溶解性、高扩散性等物理化学性质，促进煤气化反应，生成以氢气（h2）和一氧化碳（co）为主的混合气体，而n、s等元素被固定在反应产生的不溶于水的无机盐中，最终以固体残渣的方式沉淀排出，清洁环保。
2、目前，新一代的煤超临界水气化发电系统，如申请号为“2022230751813”的中国实用新型专利公开了《一种适用于高温高压混合工质的双循环发电系统》，是将其生成的混合气体氧化燃烧，产生高热值水蒸汽（h2o(g)）和二氧化碳（co2）混合气体，推动混合工质透平做功发电，发电后的尾气经换热器降温冷凝，分离液态水，可获得二氧化碳；同时，给水利用换热器吸收尾气热量，形成高热值蒸汽，推动蒸汽透平发电，并为煤炭气化提供所需的高温水；该发电系统通过混合工质发电、混合工质发电单元尾气的热能通过逐级换热系统回收利用来促使蒸气发电，增加单位原料发电量，以提高能源利用效率。
3、此发电系统换热器出口混合工质中的液态水，由于高压溶解有大量二氧化碳，不仅减少了后续系统可储存利用的二氧化碳量，而且提高了水的酸性程度，增大了设备腐蚀风险。故在此系统的基础上，为进一步提高尾气中的二氧化碳质量，增大系统二氧化碳捕集利用率，降低冷凝水酸度，提出了一种改进型煤炭超临界水气化发电双循环系统。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种改进型煤炭超临界水气化发电双循环系统，能够有效提高系统尾气中二氧化碳的纯度，以及提高二氧化碳的捕捉量，增大系统二氧化碳的利用率，降低冷凝水酸度，减缓设备腐蚀。
2、本实用新型采用的技术方案如下：一种改进型煤炭超临界水气化发电双循环系统，包括能够产生高温高压的水蒸气和二氧化碳的能量释放系统，所述能量释放系统的混合工质出口连接有混合透平发电机组，所述混合透平发电机组的介质出口连接于逐级换热系统的高温气体进口以使得混合工质进入逐级换热系统，所述逐级换热系统具有用于流出混合工质在逐级换热系统内冷凝形成的液态水的低温出水口，以及用于流出混合工质经过逐级换热系统后剩余的气体工质的低温气体出口；所述逐级换热系统还具有用于进入低温液态水的低温进水口和与低温进水口连通的高温出水口，所述高温出水口经过能量释放系统连接于蒸汽透平发电机组；所述低温出水口连接有溶气释放装置，所述溶气释放装置出气口与低温气体出口共同连接于冷凝罐的进口。
3、进一步地，所述溶气释放装置的出水口、冷凝罐的出水口和低温进水口均连接于水处理系统实现水循环。
4、进一步地，所述蒸汽透平发电机组的蒸气介质出口通过凝汽器与水处理系统连接。
5、进一步地，所述凝汽器与水处理系统之间设置中压泵。
6、进一步地，所述水处理系统设置有排水口。
7、进一步地，所述逐级换热系统包括若干个相互串联的换热器组，所述高温气体进口和高温出水口设置在第一个换热器组上，所述低温出水口和低温进水口设置在最后一个换热器组上。
8、进一步地，所述能量释放系统包括水煤反应器和燃烧器，所述水煤反应器的燃气出口与燃烧器的燃气进口连接，所述混合工质出口设置在燃烧器上。
9、进一步地，所述高温出水口与低温进水口之间设置有旁路，所述旁路连接于水煤反应器的加液口。
10、进一步地，所述旁路通过燃烧器换热后与水煤反应器连接。
11、进一步地，所述旁路上设置有高压泵。
12、综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
13、1、本实用新型能够增加单位原料发电量，提高热电转化效率，在高温高压混合工质推动混合透平发电机组的基础上，利用逐级换热系统将混合工质经过混合透平发电机组利用后的余热和燃烧器燃烧产生的热量制得水蒸气，通过水蒸气推动蒸汽透平发电机组，实现增加单位原料的发电量，提高热电转化效率；
14、2、本实用新型捕捉的二氧化碳量大，通过溶气释放装置将经过逐级换热系统冷却后的水(由混合工质中的水蒸气经过换热后冷凝形成)中溶解的二氧化碳释放出来并收集，有效提高二氧化碳的捕捉量，降低水中二氧化碳的溶解量，增大系统二氧化碳的利用率，降低冷凝水酸度，减缓设备腐蚀；
15、3、本实用新型产生的二氧化碳纯度高，一方面混合工质通过逐级换热系统后其温度降低，使混合工质中的水蒸气凝结，最终剩余高纯度的二氧化碳；另一方面，利用冷凝罐继续冷凝从低温气体出口流出的、溶气释放装置的出气口流出的二氧化碳气体，实现凝结二氧化碳气体中夹带的水蒸气，达到获取高纯度的二氧化碳的目的，为二氧化碳储存和利用创造良好的条件；
16、4、本实用新型使用的混合透平发电机组无腐蚀风险，由于后续的逐级换热系统可以充分利用余热，调节混合透平发电机组的参数，使得混合工质可以在混合透平发电机组内保持过热态，水蒸气无凝结现象，从而避免液体水结合二氧化碳对混合透平发电机组产生酸蚀，保证混合透平发电机组的使用寿命和降低其材料成本；
17、5、整个系统由混合工质循环和水蒸气循环耦合组成，系统的产出为电能和二氧化碳，对水来说是封闭循环，最大限度节约了水资源。
1.一种改进型煤炭超临界水气化发电双循环系统，包括能够产生高温高压的水蒸气和二氧化碳的能量释放系统（1），所述能量释放系统（1）的混合工质出口（13）连接有混合透平发电机组（2），所述混合透平发电机组（2）的介质出口连接于逐级换热系统（3）的高温气体进口（33）以使得混合工质进入逐级换热系统（3），所述逐级换热系统（3）具有用于流出混合工质在逐级换热系统（3）内冷凝形成的液态水的低温出水口（36），以及用于流出混合工质经过逐级换热系统（3）后剩余的气体工质的低温气体出口（35）；所述逐级换热系统（3）还具有用于进入低温液态水的低温进水口（37）和与低温进水口（37）连通的高温出水口（34），所述高温出水口（34）经过能量释放系统（1）连接于蒸汽透平发电机（7）组；其特征在于：所述低温出水口（36）连接有溶气释放装置（4），所述溶气释放装置（4）出气口与低温气体出口（35）共同连接于冷凝罐（5）的进口。
2.根据权利要求1所述的改进型煤炭超临界水气化发电双循环系统，其特征在于：所述溶气释放装置（4）的出水口、冷凝罐（5）的出水口和低温进水口（37）均连接于水处理系统（6）实现水循环。
3.根据权利要求1所述的改进型煤炭超临界水气化发电双循环系统，其特征在于：所述蒸汽透平发电机（7）组的蒸气介质出口通过凝汽器（8）与水处理系统（6）连接。
4.根据权利要求3所述的改进型煤炭超临界水气化发电双循环系统，其特征在于：所述凝汽器（8）与水处理系统（6）之间设置中压泵（9）。
5.根据权利要求2-4任意一项所述的改进型煤炭超临界水气化发电双循环系统，其特征在于：所述水处理系统（6）设置有排水口。
6.根据权利要求1所述的改进型煤炭超临界水气化发电双循环系统，其特征在于：所述逐级换热系统（3）包括若干个相互串联的换热器组，所述高温气体进口（33）和高温出水口（34）设置在第一个换热器组上，所述低温出水口（36）和低温进水口（37）设置在最后一个换热器组上。
7.根据权利要求1所述的改进型煤炭超临界水气化发电双循环系统，其特征在于：所述能量释放系统（1）包括水煤反应器（11）和燃烧器（12），所述水煤反应器（11）的燃气出口与燃烧器（12）的燃气进口连接，所述混合工质出口（13）设置在燃烧器（12）上。
8.根据权利要求7所述的改进型煤炭超临界水气化发电双循环系统，其特征在于：所述高温出水口（34）与低温进水口（37）之间设置有旁路（10），所述旁路（10）连接于水煤反应器（11）的加液口。
9.根据权利要求8所述的改进型煤炭超临界水气化发电双循环系统，其特征在于：所述旁路（10）通过燃烧器（12）换热后与水煤反应器（11）连接。
10.根据权利要求8所述的改进型煤炭超临界水气化发电双循环系统，其特征在于：所述旁路（10）上设置有高压泵（101）。
