CN118881435B - 储能的燃气蒸汽联合循环发电机系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种储能的燃气蒸汽联合循环发电机系统，包括：尾气储气罐，与蒸汽发电机组的尾气排放口连接；冷却压缩分离装置，与尾气储气罐管连接；以及至少一个产物存储单元，与冷却压缩分离装置管连接；蒸汽发电机组包括：燃烧室；发电机单元以及至少一个透平机单元；余热锅炉，与透平机单元尾气口连接；余热锅炉管连接透平机单元；蒸发器，与余热锅炉管连接；蒸发器与甲醇储存罐和燃烧室管连接。通过冷却压缩分离装置从尾气储气罐抽取水蒸气和气态二氧化碳，利用冷却压缩的方式对水蒸气和二氧化碳分次进行液化，最终通过产物存储单元对液化后的产物进行存储，存储的液态二氧化碳通过高压环境下液态二氧化碳转化成气态放能，实现相变发电。

Description

储能的燃气蒸汽联合循环发电机系统

技术领域

本发明涉及二氧化碳分离技术领域，特别涉及一种储能的燃气蒸汽联合循环发电机系统。

背景技术

常规式甲醇作燃料的蒸汽发电机组由燃烧室、空气和燃料供应系统、锅炉、透平机、发电机组成，在燃烧室中产生的热量加热锅炉中的水，将其转化为高压蒸汽，利用高压蒸汽驱动透平机工作，再由透平机转轴旋转带动发电机的转轴旋转，从而实现发电的目的；

甲醇燃烧需要消耗大量的空气，经过计算，1L甲醇在燃烧室完全燃烧需要消耗7.14L空气，燃烧过程中，空气中的氧气被消耗，剩余5.64L氮气，燃烧产生1L二氧化碳和2L水蒸气，甲醇消耗掉的空气中含有的氮气量很多，如果能够回收利用产生的二氧化碳和水蒸气，不仅可以实现减排效果，还能实现资源的再利用；

目前甲醇作燃料的发电机组，尾气排放方式主要有两种，一种是直接排放，另一种借助二氧化碳捕集系统进行二氧化碳收集，而现有的二氧化碳捕集系统结构复杂，只能够收集燃烧产物中的二氧化碳，无法提高发电系统的发电效率，作用有限，燃烧剩余的氮气和水蒸气利用率低；

因此，需要一种能够对甲醇燃烧产物分类回收的二氧化碳分离系统。

发明内容

本发明提供一种储能的燃气蒸汽联合循环发电机系统，通过重力分层将甲醇燃烧产生的二氧化碳、水蒸气、空气中的氮气进行分层，利用冷却压缩装置将二氧化碳和水蒸气进行加压冷凝液化，最终得到液态水和液态二氧化碳，对其产物进行存储再利用，实现减少排放到大气中的温室气体的目的，回收液态水经过处理后可用于灌溉、工业用水等，以及余热锅炉使用，进行蒸汽发电，通过将水蒸气和二氧化碳回收并利用，可以提高整个燃烧过程的能量利用效率。

本发明提供一种储能的燃气蒸汽联合循环发电机系统，包括：尾气储气罐，与蒸汽发电机组的尾气排放口连接，用于尾气排放口的尾气中的水蒸气、氮气、二氧化碳在尾气储气罐内重力分层；冷却压缩分离装置，与尾气储气罐管连接，用于抽取重力分层后的二氧化碳和水蒸气；以及至少一个产物存储单元，与冷却压缩分离装置管连接，用于对冷却压缩分离装置输出的液体进行存储；

蒸汽发电机组包括：燃烧室，被配置为甲醇燃烧室；发电机单元以及至少一个透平机单元，透平机单元与发电机单元的转子相互连接；以及余热锅炉，与透平机单元尾气口连接，用于加热冷凝水产生蒸汽；其中余热锅炉管连接透平机单元，用于将蒸汽供入透平机单元；蒸发器，与余热锅炉管连接，用于收集余热锅炉输出的尾气；其中蒸发器与甲醇储存罐和燃烧室管连接，用于气化甲醇并供入燃烧室进行燃烧。

优选的，还包括：氮气吸附装置，设置于尾气储气罐中层；包括：壳体，被配置为吸附仓、分流仓；以及位于吸附仓内的铝土矿和至少一个螺旋管，螺旋管一端管连接蒸发器，另一端连通分流仓，铝土矿填充于螺旋管与壳体之间；其中所述螺旋管外壁设置有若干吸附孔，分流仓顶部与底部开放。

优选的，还包括：至少一个第一流量阀，输入端与尾气储气罐的顶端和底端分别管连接，输出端管连接冷却压缩分离装置。

优选的，产物存储单元包括：冷凝水存储罐、气态二氧化碳存储罐、液态二氧化碳存储罐；以及多个串联设置的输送泵、第二流量阀，各输送泵和第二流量阀分别设置在冷凝水存储罐、气态二氧化碳存储罐、液态二氧化碳存储罐与冷却压缩分离装置之间。

优选的，蒸汽发电机组还包括：冷凝器，冷凝器连接透平机单元和余热锅炉，用于将透平机单元输出蒸汽冷凝并对余热锅炉提供冷凝水；其中冷凝水用于余热锅炉加热产生蒸汽驱动透平机单元工作。

优选的，所述冷却压缩分离装置包括罐体、驱动单元、压缩板组件，所述罐体内自上而下依次设置有第一负压仓、加压仓、第二负压仓，所述加压仓内设置有进气孔，所述进气孔用于分别连接尾气储气罐的顶部和底部；其中所述压缩板组件包括第一压板、第二压板，所述第一压板设置在所述第一负压仓与所述加压仓之间，所述第二压板设置在所述第二负压仓与所述加压仓之间；其中所述第一压板与所述第二压板在所述罐体内滑动；所述驱动单元的输出端分别与所述第一压板与所述第二压板连接，用于调节所述第一压板与所述第二压板之间间距。

优选的，所述加压仓内设置有传动轴，所述传动轴的两端穿过罐体内壁并连接所述驱动单元的输出端，所述驱动单元用于驱动传动轴旋转；其中所述传动轴两端周向外壁分别设置有齿轮齿条组件，两所述齿轮齿条组件设置在所述罐体内，所述齿轮齿条组件远离所述传动轴的一端连接所述第一压板和所述第二压板，所述传动轴配合所述齿轮齿条组件，并用于调节所述第一压板与所述第二压板之间间距；所述齿轮齿条组件包括驱动齿轮、两从动齿条，所述传动轴穿过所述驱动齿轮轴心并与所述驱动齿轮固定连接；其中两所述从动齿条设置在所述驱动齿轮两侧，两所述从动齿条的相邻面与所述驱动齿轮啮合，其中一所述从动齿条远离所述驱动齿轮的一端与所述第一压板连接，另一所述从动齿条远离所述驱动齿轮的一端与所述第二压板连接。

优选的，所述罐体内顶面设置有冷凝水仓，所述冷凝水仓设置在所述第一负压仓上部；其中所述冷凝水仓与第一负压仓管连接，所述冷凝水仓用于储存冷凝水；所述第二负压仓管连接所述透平机单元的出气口以及所述余热锅炉的尾气进气口，所述第二负压仓用于将所述透平机单元产生的废气吸入余热锅炉。

优选的，所述第一压板和所述第二压板均为漏斗形结构，两漏斗形结构的开口朝上；其中两所述齿轮齿条组件远离传动轴的一端分别安装在两漏斗形结构的边沿；所述第二压板的漏斗形结构小口端设置有滑孔，所述滑孔内滑动设置有导流杆，所述导流杆的一端安装在罐体内底面，另一端穿过第二压板指向第一压板；其中所述第二压板的漏斗形结构小口端外壁设置有第一出水口、第二出水口，所述第一出水口与所述第二出水口分别设置在所述漏斗形结构的两侧；沿所述导流杆长度方向自下而上依次设置有第一导流孔、第二导流孔，所述第一导流孔与所述第二导流孔分别设置在所述导流杆的两侧；其中所述第一导流孔与所述第二导流孔均包括U形孔，所述U形孔与所述第二压板的漏斗形结构配合，并用于将漏斗形结构的内底面与第一出水口或第二出水口连通。

本发明的工作原理和有益效果如下：

本发明提供一种储能的燃气蒸汽联合循环发电机系统，包括：尾气储气罐，与蒸汽发电机组的尾气排放口连接，用于尾气排放口的尾气中的水蒸气、氮气、二氧化碳在尾气储气罐内重力分层；冷却压缩分离装置，与尾气储气罐管连接，用于抽取重力分层后的二氧化碳和水蒸气；以及至少一个产物存储单元，与冷却压缩分离装置管连接，用于对冷却压缩分离装置输出的液体进行存储；蒸汽发电机组包括：燃烧室，被配置为甲醇燃烧室；发电机单元以及至少一个透平机单元，透平机单元与发电机单元的转子相互连接；以及余热锅炉，与透平机单元尾气口连接，用于加热冷凝水产生蒸汽；其中余热锅炉管连接透平机单元，用于将蒸汽供入透平机单元；蒸发器，与余热锅炉管连接，用于收集余热锅炉输出的尾气；其中蒸发器与甲醇储存罐和燃烧室管连接，用于气化甲醇并供入燃烧室进行燃烧。

本发明中，通过将甲醇燃烧产生的产物进行回收，利用热回收的方式回收废气中的热量，实现节能降耗的效果，并且对产生的二氧化碳进行回收，去除有害物质的排放，回收的水蒸气通过冷凝的方式减少对水资源的消耗，对燃烧产生的大量氮气进行回收，提高经济效益；

通过冷却压缩分离装置从尾气储气罐的顶部和底部进行抽取，使得水蒸气和二氧化碳进入其中，利用冷却压缩的方式对水蒸气和二氧化碳分次进行液化，最终通过产物存储单元对液态水、液态二氧化碳进行存储，而尾气储气罐内的氮气也可以通过添设产物存储单元进行存储，进一步提高经济效益，而存储的液态二氧化碳可以用作相变式发电，通过高压液态二氧化碳转化成气态放能，实现相变发电。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的二氧化碳分离系统结构示意图；

图2为本发明的蒸汽发电机组结构示意图；

图3为本发明的冷却压缩分离装置结构示意图；

图4为本发明的齿轮齿条组件结构示意图；

图5为本发明的氮气吸附装置结构示意图；

图6为本发明的导流杆结构示意图；

图7为本发明的从动齿条安装示意图。

其中，1-尾气储气罐；2-冷却压缩分离装置；3-产物存储单元；4-燃烧室；5-发电机单元；6-透平机单元；7-余热锅炉；8-蒸发器；9-氮气吸附装置；10-壳体；11-吸附仓；12-分流仓；13-铝土矿；14-螺旋管；15-第一流量阀；16-冷凝水存储罐；17-气态二氧化碳存储罐；18-液态二氧化碳存储罐；19-输送泵；20-第二流量阀；21-冷凝器；22-罐体；23-驱动单元；24-第一负压仓；25-加压仓；26-第二负压仓；27-进气孔；28-第一压板；29-第二压板；30-传动轴；31-驱动齿轮；32-从动齿条；33-冷凝水仓；34-滑孔；35-导流杆；36-第一出水口；37-第二出水口；38-第一导流孔；39-第二导流孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

请参阅图1-图7，一种储能的燃气蒸汽联合循环发电机系统，包括： 尾气储气罐1，与蒸汽发电机组的尾气排放口连接，用于尾气排放口的尾气中的水蒸气、氮气、二氧化碳在尾气储气罐1内重力分层； 冷却压缩分离装置2，与尾气储气罐1管连接，用于抽取重力分层后的二氧化碳和水蒸气；以及至少一个产物存储单元3，与冷却压缩分离装置2管连接，用于对冷却压缩分离装置2输出的液体进行存储；蒸汽发电机组包括：燃烧室4，被配置为甲醇燃烧室；发电机单元5以及至少一个透平机单元6，透平机单元6与发电机单元5的转子相互连接；以及余热锅炉7，与透平机单元6尾气口连接，用于加热冷凝水产生蒸汽；其中余热锅炉7管连接透平机单元6，用于将蒸汽供入透平机单元6；蒸发器8，与余热锅炉7管连接，用于收集余热锅炉7输出的尾气；其中蒸发器8与甲醇储存罐和燃烧室4管连接，用于气化甲醇并供入燃烧室4进行燃烧

上述实施例中，本实施例通过将甲醇燃烧产生的产物进行回收，利用热回收的方式回收废气中的热量，实现节能降耗的效果，并且对产生的二氧化碳进行回收，去除有害物质的排放，回收的水蒸气通过冷凝的方式减少对水资源的消耗，对燃烧产生的大量氮气进行回收，提高经济效益，具体如下：

根据甲醇燃烧反应方程式可以得知，完全燃烧2摩尔需要约320升空气，产生约44.8升，产生约89.6升，生成约253升（来自空气），并且，标准状态下，密度约为1.2506,密度约为1.977,蒸气密度约为0.804，通过在尾气储气罐1内让尾气进行重力分层，使得密度最小的水蒸气处于最上部，而密度最大的二氧化碳处于最下部，通过冷却压缩分离装置2从尾气储气罐1的顶部和底部进行抽取，使得水蒸气和二氧化碳进入其中，利用冷却压缩的方式对水蒸气和二氧化碳分次进行液化，最终通过产物存储单元3对液态水、液态二氧化碳进行存储，而尾气储气罐1内的氮气也可以通过添设产物存储单元3进行存储，进一步提高经济效益，而存储的液态二氧化碳可以用作相变式发电，通过高压液态二氧化碳转化成气态放能，实现相变发电；燃烧室4为常规的甲醇燃烧室4，通过对甲醇燃烧室4内供入甲醇以及压缩空气，实现甲醇在燃烧室4内充分燃烧的目的，发电机组还包括了发电机单元5和透平机单元6，通过燃烧室4燃烧产生高压的尾气（二氧化碳、水蒸气以及空气燃烧剩余的氮气），驱动透平机内部的转子叶片旋转，从而通过透平机的转子带动发电机单元5的转子转动，实现发电的目的，该实施例中，透平机可串联设置多组，燃烧室4产生的高压高温尾气驱动第一级透平机转子旋转，余热锅炉7回收经过第一级透平机的尾气热量，从而将余热锅炉7内的液态水加热，产生高温高压的水蒸气，从而通过水蒸气驱动其余级透平机转子旋转，由于实际应用中，燃烧室4产生的尾气一般可以在600℃-1200℃之间，经过透平机以及余热锅炉7后，尾气温度仍然大于100℃，通过将经过透平机及余热锅炉7后的尾气供入蒸发器8内，加热蒸发器8，使得甲醇储存罐提供的液态甲醇进入蒸发器8后被气化，气化后的甲醇进入燃烧室4进行燃烧，不仅提高了燃烧室4尾气热量的利用率，还能够提高燃烧室4的燃烧效率，使得甲醇完全燃烧。

实施例2

请参阅图1-图7，还包括：氮气吸附装置9，设置于尾气储气罐1中层；包括：壳体10，被配置为吸附仓11、分流仓12；以及位于吸附仓11内的铝土矿13和至少一个螺旋管14，螺旋管14一端管连接蒸发器8，另一端连通分流仓12，铝土矿13填充于螺旋管14与壳体10之间；其中所述螺旋管14外壁设置有若干吸附孔，分流仓12顶部与底部开放。

上述实施例中，在氮气和水蒸气混合气体中，四种常见的氮气吸附材料如分子筛（沸石）、活性炭、硅胶和铝土矿13，对水蒸气的耐受性不同，水蒸气可以与分子筛表面发生作用，影响其对氮气的吸附能力，而活性炭吸附能力不仅对氮气有效，也对水蒸气有一定的吸附能力，而硅胶具有较强的吸湿性，对水蒸气的吸附能力很高，而铝土矿13的吸附能力主要取决于其表面的空隙结构，对水蒸气的吸附能力相对较低，对水蒸气的影响最小，当氮气、水蒸气、二氧化碳经过氮气吸附装置9时，气体经过若干螺旋管14到达分流仓12，在这个过程中，螺旋管14外壁若干吸附孔可以使得氮气进入铝土矿13中，通过铝土矿13对氮气进行吸收，经过铝土矿13后，气体中剩余的水蒸气和二氧化碳由于自身密度关系，较轻的水蒸气会从分流仓12的顶部向尾气储气罐1的上部移动，而较重的二氧化碳则向尾气储气罐1的下部移动，通过静置使得气体实现重力分层，再由冷却压缩分离系统抽取尾气储气罐1顶部和底部的气体，进一步降低氮气进入冷却压缩分离装置2的概率；

而大多数情况下，水蒸气、氮气、二氧化碳由于气体分子的热运动和扩散作用，三者气体较容易自由混合，因此，可根据实际需求，在尾气储气罐1中设置保温或加热结构，使得尾气储气罐1内具有温度梯度，储气罐底部温度低与顶部温度，以便利用不同气体组分在不同温度下的密度差异，实现重力分层，其余只需要保持储气罐内的压力稳定即可。

实施例3

请参阅图1-图7，还包括：至少一个第一流量阀15，输入端与尾气储气罐1的顶端和底端分别管连接，输出端管连接冷却压缩分离装置2。

上述实施例中，第一流量阀15设置在尾气储气罐1与冷却压缩分离装置2之间，用于统计进入冷却压缩分离装置2中气态二氧化碳和水蒸气的量，通过与冷却压缩分离装置2产出的液态二氧化碳和液态水的量进行比对，从而可以清楚方便的得知气态二氧化碳是否被完全液化，将1摩尔气态二氧化碳冷却压缩完全液化时：

在常见的标准条件下1摩尔气态二氧化碳体积约为22.4L，相当于22400，液态二氧化碳在常见条件下密度约为0.77；

可根据以下公式计算液化二氧化碳量：

其中，V为二氧化碳体积，为二氧化碳质量，为二氧化碳密度；

计算可知1摩尔液态二氧化碳体积约为57.5，通过向产物存储单元输出的液态二氧化碳量，比对即可得知气态二氧化碳是否完全被液化；并且若只设置一个流量阀时，可根据计算通入冷却压缩分离装置的气态二氧化碳和水蒸气的总量，与产出液态水和液态二氧化碳的总量进行比对，则可以得知冷却压缩分离装置内的水蒸气和气态二氧化碳是否被完全液化，也可根据实际使用情况，通过设置多个第一流量阀检测输入水蒸气和气态二氧化碳的量，得知尾气储气罐内氮气的存储量。

实施例4

请参阅图1-图7，产物存储单元3包括：冷凝水存储罐16、气态二氧化碳存储罐17、液态二氧化碳存储罐18；以及多个串联设置的输送泵19、第二流量阀20，各输送泵19和第二流量阀20分别设置在冷凝水存储罐16、气态二氧化碳存储罐17、液态二氧化碳存储罐18与冷却压缩分离装置2之间。

上述实施例中，产物存储单元3可根据实际使用需求，将冷凝水、气态二氧化碳、液态二氧化碳进行分别存储，输送泵19用于将冷却压缩分离装置2的产物泵送至产物存储单元3，第二流量阀20用于与第一流量阀15数据进行比对，检测冷却压缩分离装置2内各气体液化情况；

可根据实际使用需求，对气态二氧化碳和液态二氧化碳进行分别存储，以下是同样压力条件下水蒸气和气态二氧化碳的液化零界值温度表：

如表格所示，相同压力条件下，水蒸气提前液化，可以在水蒸气完全液化后，先将液态水从冷却压缩分离装置中导出，随后在不继续加压的情况下将气态二氧化碳导出进行存储，也可根据需求再次加压冷却，使得二氧化碳完全液化，再将液化的二氧化碳导出。

实施例5

请参阅图1-图7，蒸汽发电机组还包括：冷凝器21，冷凝器21连接透平机单元6和余热锅炉7，用于将透平机单元6输出蒸汽冷凝并对余热锅炉7提供冷凝水；其中冷凝水用于余热锅炉7加热产生蒸汽驱动透平机单元6工作。

上述实施例中，冷凝器21设置在透平机单元6的蒸汽输出口处，当余热锅炉7产生的高温高压蒸汽经过透平机后，进入冷凝器21，通过冷凝器21将蒸汽进行冷凝，再将冷凝水供入余热锅炉7内，余热锅炉7吸收透平机单元6的热量，再次对冷凝水进行加热产生高温高压的水蒸气，对透平机单元6进行蒸汽驱动，实现水蒸气的循环利用目的。

实施例6

请参阅图1-图7，所述冷却压缩分离装置2包括罐体22、驱动单元23、压缩板组件，所述罐体22内自上而下依次设置有第一负压仓24、加压仓25、第二负压仓26，所述加压仓25内设置有进气孔27，所述进气孔27用于分别连接尾气储气罐1的顶部和底部；其中所述压缩板组件包括第一压板28、第二压板29，所述第一压板28设置在所述第一负压仓24与所述加压仓25之间，所述第二压板29设置在所述第二负压仓26与所述加压仓25之间；其中所述第一压板28与所述第二压板29在所述罐体22内滑动；所述驱动单元23的输出端分别与所述第一压板28与所述第二压板29连接，用于调节所述第一压板28与所述第二压板29之间间距。

上述实施例中，当冷却压缩分离装置2工作时，驱动单元23工作带动第一压板28和第二压板29相互靠近，由于第一压板28和第二压板29与罐体22内壁滑动连接，且与罐体22内壁之间密封，当第一压板28和第二压板29相互靠近时，在第一压板28与第二压板29之间产生加压仓25，分别在第一压板28和第二压板29的上部和下部产生两个负压仓，加压仓25初始状态为第一压板28和第二压板29靠近，当两压板相互远离时，加压仓25内产生负压，使得加压仓25通过进气孔27自动吸取尾气储气罐1上部的水蒸气和下部的气态二氧化碳，进气孔27根据实际需求可选择单向阀或电磁阀，当第一压板28和第二压板29相互靠近时，进气孔27关闭，加压仓25压力变大，对加压仓25内的水蒸气和气态二氧化碳同时加压，当水蒸气预先到达液化零界点时，水蒸气完全液化，此时气态二氧化碳由于压力和温度的关系还处于气态，再次加压时，对二氧化碳进行液化；

在对水蒸气和气态二氧化碳液化过程进行检测时，根据以下公式进行计算：

其中，是压强，是加压仓的容积，是供入水蒸气和气态二氧化碳的物质的量，是理想气体常数，为温度；

以下是提供一种条件下水蒸气和气态二氧化碳液化实施方式：

以加压仓容积50L，供入水蒸气和气态二氧化碳总体积10L，且水蒸气和气态二氧化碳均为30℃,水蒸气的饱和蒸汽压=31.8，二氧化碳的饱和蒸汽压=517,为例：

水蒸气液化过程：在30℃时，假设气体混合物中水蒸气的体积为和二氧化碳的体积;

+=10L

假设水蒸气的体积10L，那么在加压下，水蒸气会开始液化；

设水蒸气在气态时按理想气体模型计算其物质的量：

水蒸气完全液化成液态水，水的摩尔质量为180，液态水的质量为：

气态二氧化碳液化过程：假设给定条件下，加压仓内只供入了水蒸气和气态二氧化碳：

在这种情况下，由于加入了10L气体，可假设二氧化碳体积设为；

假设二氧化碳体积为，那么：

使用理想气体状态方程计算二氧化碳的量：

；

临界状态：二氧化碳的临界压力，临界温度：

由此计算可知，当达到设定条件时，水蒸气完全液化，若需要继续液化二氧化碳，则需要达到及，可以通过调节加压仓内压力以及降温的方式实现水蒸气和二氧化碳分离的目的。

实施例7

请参阅图1-图7，所述加压仓25内设置有传动轴30，所述传动轴30的两端穿过罐体22内壁并连接所述驱动单元23的输出端，所述驱动单元23用于驱动传动轴30旋转；其中所述传动轴30两端周向外壁分别设置有齿轮齿条组件，两所述齿轮齿条组件设置在所述罐体22内，所述齿轮齿条组件远离所述传动轴30的一端连接所述第一压板28和所述第二压板29，所述传动轴30配合所述齿轮齿条组件，并用于调节所述第一压板28与所述第二压板29之间间距；所述齿轮齿条组件包括驱动齿轮31、两从动齿条32，所述传动轴30穿过所述驱动齿轮31轴心并与所述驱动齿轮31固定连接；其中两所述从动齿条32设置在所述驱动齿轮31两侧，两所述从动齿条32的相邻面与所述驱动齿轮31啮合，其中一所述从动齿条32远离所述驱动齿轮31的一端与所述第一压板28连接，另一所述从动齿条32远离所述驱动齿轮31的一端与所述第二压板29连接。

上述实施例中，对加压仓25进行加压时，驱动单元23工作，带动传动轴30进行转动，而驱动单元23可根据实际需求选择液压马达与齿轮组的方式对传动轴30进行驱动，或采用大扭矩的电机直接驱动传动轴30，驱动单元23为成熟的现有技术，本领域人员可根据实际需求选取合适的驱动单元23，此处不再赘述；

当传动轴30旋转后，带动其周向外壁的齿轮旋转，齿轮旋转带动齿条沿竖直方向移动，从而通过齿条拉动第一压板28及第二压板29相互靠近或远离，实现调节加压仓25内压强的目的；

在一个实施方式中，假设圆柱体结构的罐体22直径为D，初始压强，通过第一压板和第二压板移动距离即可计算得知罐体内压强变化；

具体如下：圆柱体的体积为：

其中表示第一压板与第二压板的初始距离，表示加压仓初始体积，表示加压仓的半径；第一压板和第二压板移动后加压仓的体积：假设第一压板与第二压板距离从变化到，则加压仓的体积为：

利用理想气体方程计算加压仓内的压强：根据理想气体方程，当温度和气体的物质的量保持不变时，压强和体积成反比：

加压仓此刻压强可表示为：

将和代入上述公式：

代入得到：

由此可知加压仓内的压强：

通过驱动单元带动第一压板和第二压板相互靠近和远离，即可计算得出加压仓内的压强变化，可以实时得知加压仓内水蒸气和二氧化碳的状态。

实施例8

请参阅图1-图7，所述罐体22内顶面设置有冷凝水仓33，所述冷凝水仓33设置在所述第一负压仓24上部；其中所述冷凝水仓33与第一负压仓24管连接，所述冷凝水仓33用于储存冷凝水；所述第二负压仓26管连接所述透平机单元6的出气口以及所述余热锅炉7的尾气进气口，所述第二负压仓26用于将所述透平机单元6产生的废气吸入余热锅炉7。

上述实施例中，冷凝仓内储存有用于对气态二氧化碳降温的冷凝水，当第一压板28向第二压板29靠近时，第一压板28上部形成负压区，对二氧化碳气体加压时，通过负压将冷凝水抽取至第一压板28表面，从而利用低温的第一压板28对二氧化碳进行降温，实现二氧化碳液化的目的，第二负压区在形成负压时，抽取透平机单元6的出气口，利用负压将废气抽取至余热锅炉7内，可以使工作流体产生更大的压力差，从而推动流体更加快速地进入透平机内部，并使其在透平内部有效扩展，这样，可以有效地转换出更多的能量。

实施例9

请参阅图1-图7，所述第一压板28和所述第二压板29均为漏斗形结构，两漏斗形结构的开口朝上；其中两所述齿轮齿条组件远离传动轴30的一端分别安装在两漏斗形结构的边沿；所述第二压板29的漏斗形结构小口端设置有滑孔34，所述滑孔34内滑动设置有导流杆35，所述导流杆35的一端安装在罐体22内底面，另一端穿过第二压板29指向第一压板28；其中所述第二压板29的漏斗形结构小口端外壁设置有第一出水口36、第二出水口37，所述第一出水口36与所述第二出水口37分别设置在所述漏斗形结构的两侧；沿所述导流杆35长度方向自下而上依次设置有第一导流孔38、第二导流孔39，所述第一导流孔38与所述第二导流孔39分别设置在所述导流杆35的两侧；其中所述第一导流孔38与所述第二导流孔39均包括U形孔，所述U形孔与所述第二压板29的漏斗形结构配合，并用于将漏斗形结构的内底面与第一出水口36或第二出水口37连通。

上述实施例中，第一压板28和第二压板29均被配置成漏斗形结构，且漏斗形结构的开口均朝上，目的在于水蒸气或二氧化碳液化后，可以顺着第二压板29的边沿汇聚在漏斗形结构的底部，方便进行输出，而当冷凝水进入第一压板28表面时，由于第一压板28也是漏斗形结构，液化二氧化碳顺漏斗形结构的底端进行汇聚，从而避免了二氧化碳及水蒸气液化后挂壁问题，无法快速的将其导出；

另外，第一压板28和第二压板29均为漏斗形结构，方便计算加压仓25的体积，从而更方便的计算加压仓25内的压强变化，以及水蒸气、气态二氧化碳输出量及输入量；

第二压板29在向第一压板28靠近时，第二压板29的滑孔34沿导流杆35表面竖向进行滑动，当第二压板29到达第一导流孔38时，加压仓25内压强达到水蒸气液化零界点，加压仓25内压强大于外界压强，迫使液化水从U形孔的上端进入，由下端排出，通过加压仓25的大压强能够提高液化水的排放效率，当第二压板29继续上升时，液化水被完全排放，此时加压仓25内压强继续增大，冷凝水进入第一压板28上部，当加压仓25内压强超过二氧化碳液化零界点时，二氧化碳陆续液化，第二压板29再次向上移动，使得第二压板29与第二导流孔39配合，通过第二导流孔39将液化的二氧化碳排放，实现自动排放的目的。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种储能的燃气蒸汽联合循环发电机系统，其特征在于，包括：

尾气储气罐（1），与蒸汽发电机组的尾气排放口连接，用于尾气排放口的尾气中的水蒸气、氮气、二氧化碳在尾气储气罐（1）内重力分层；

冷却压缩分离装置（2），与尾气储气罐（1）管连接，用于抽取重力分层后的二氧化碳和水蒸气；以及

至少一个产物存储单元（3），与冷却压缩分离装置（2）管连接，用于对冷却压缩分离装置（2）输出的液体进行存储；

蒸汽发电机组包括：

燃烧室（4），被配置为甲醇燃烧室；

发电机单元（5）以及至少一个透平机单元（6），透平机单元（6）与发电机单元（5）的转子相互连接；以及

余热锅炉（7），与透平机单元（6）尾气口连接，用于加热冷凝水产生蒸汽；其中

余热锅炉（7）管连接透平机单元（6），用于将蒸汽供入透平机单元（6）；

蒸发器（8），与余热锅炉（7）管连接，用于收集余热锅炉（7）输出的尾气；其中

蒸发器（8）与甲醇储存罐和燃烧室（4）管连接，用于气化甲醇并供入燃烧室（4）进行燃烧；

所述冷却压缩分离装置（2）包括罐体（22）、驱动单元（23）、压缩板组件，所述罐体（22）内自上而下依次设置有第一负压仓（24）、加压仓（25）、第二负压仓（26），所述加压仓（25）内设置有进气孔（27），所述进气孔（27）用于分别连接尾气储气罐（1）的顶部和底部；其中

所述压缩板组件包括第一压板（28）、第二压板（29），所述第一压板（28）设置在所述第一负压仓（24）与所述加压仓（25）之间，所述第二压板（29）设置在所述第二负压仓（26）与所述加压仓（25）之间；其中

所述第一压板（28）与所述第二压板（29）在所述罐体（22）内滑动；

所述驱动单元（23）的输出端分别与所述第一压板（28）与所述第二压板（29）连接，用于调节所述第一压板（28）与所述第二压板（29）之间间距。

2.如权利要求1所述的储能的燃气蒸汽联合循环发电机系统，其特征在于，还包括：

氮气吸附装置（9），设置于尾气储气罐（1）中层；包括：

壳体（10），被配置为吸附仓（11）、分流仓（12）；以及

位于吸附仓（11）内的铝土矿（13）和至少一个螺旋管（14），螺旋管（14）一端管连接蒸发器（8），另一端连通分流仓（12），铝土矿（13）填充于螺旋管（14）与壳体（10）之间；其中

所述螺旋管（14）外壁设置有若干吸附孔，分流仓（12）顶部与底部开放。

3.如权利要求2所述的储能的燃气蒸汽联合循环发电机系统，其特征在于，还包括：

至少一个第一流量阀（15），输入端与尾气储气罐（1）的顶端和底端分别管连接，输出端管连接冷却压缩分离装置（2）。

4. 如权利要求3所述的储能的燃气蒸汽联合循环发电机系统，其特征在于，产物存储单元（3）包括：

冷凝水存储罐（16）、气态二氧化碳存储罐（17）、液态二氧化碳存储罐（18）；以及

多个串联设置的输送泵（19）、第二流量阀（20），各输送泵（19）和第二流量阀（20）分别设置在冷凝水存储罐（16）、气态二氧化碳存储罐（17）、液态二氧化碳存储罐（18）与冷却压缩分离装置（2）之间。

5. 如权利要求4所述的储能的燃气蒸汽联合循环发电机系统，其特征在于，蒸汽发电机组还包括：

冷凝器（21），冷凝器（21）连接透平机单元（6）和余热锅炉（7），用于将透平机单元（6）输出蒸汽冷凝并对余热锅炉（7）提供冷凝水；其中

冷凝水用于余热锅炉（7）加热产生蒸汽驱动透平机单元（6）工作。

6.如权利要求5所述的储能的燃气蒸汽联合循环发电机系统，其特征在于，所述加压仓（25）内设置有传动轴（30），所述传动轴（30）的两端穿过罐体（22）内壁并连接所述驱动单元（23）的输出端，所述驱动单元（23）用于驱动传动轴（30）旋转；其中

所述传动轴（30）两端周向外壁分别设置有齿轮齿条组件，两所述齿轮齿条组件设置在所述罐体（22）内，所述齿轮齿条组件远离所述传动轴（30）的一端连接所述第一压板（28）和所述第二压板（29），所述传动轴（30）配合所述齿轮齿条组件，并用于调节所述第一压板（28）与所述第二压板（29）之间间距；

所述齿轮齿条组件包括驱动齿轮（31）、两从动齿条（32），所述传动轴（30）穿过所述驱动齿轮（31）轴心并与所述驱动齿轮（31）固定连接；其中

两所述从动齿条（32）设置在所述驱动齿轮（31）两侧，两所述从动齿条（32）的相邻面与所述驱动齿轮（31）啮合，其中一所述从动齿条（32）远离所述驱动齿轮（31）的一端与所述第一压板（28）连接，另一所述从动齿条（32）远离所述驱动齿轮（31）的一端与所述第二压板（29）连接。

7.如权利要求6所述的储能的燃气蒸汽联合循环发电机系统，其特征在于，所述罐体（22）内顶面设置有冷凝水仓（33），所述冷凝水仓（33）设置在所述第一负压仓（24）上部；其中

所述冷凝水仓（33）与第一负压仓（24）管连接，所述冷凝水仓（33）用于储存冷凝水；

所述第二负压仓（26）管连接所述透平机单元（6）的出气口以及所述余热锅炉（7）的尾气进气口，所述第二负压仓（26）用于将所述透平机单元（6）产生的废气吸入余热锅炉（7）。

8.如权利要求7所述的储能的燃气蒸汽联合循环发电机系统，其特征在于，所述第一压板（28）和所述第二压板（29）均为漏斗形结构，两漏斗形结构的开口朝上；其中

两所述齿轮齿条组件远离传动轴（30）的一端分别安装在两漏斗形结构的边沿；

所述第二压板（29）的漏斗形结构小口端设置有滑孔（34），所述滑孔（34）内滑动设置有导流杆（35），所述导流杆（35）的一端安装在罐体（22）内底面，另一端穿过第二压板（29）指向第一压板（28）；其中

所述第二压板（29）的漏斗形结构小口端外壁设置有第一出水口（36）、第二出水口（37），所述第一出水口（36）与所述第二出水口（37）分别设置在所述漏斗形结构的两侧；

沿所述导流杆（35）长度方向自下而上依次设置有第一导流孔（38）、第二导流孔（39），所述第一导流孔（38）与所述第二导流孔（39）分别设置在所述导流杆（35）的两侧；其中

所述第一导流孔（38）与所述第二导流孔（39）均包括U形孔，所述U形孔与所述第二压板（29）的漏斗形结构配合，并用于将漏斗形结构的内底面与第一出水口（36）或第二出水口（37）连通。