[发明专利]一种基于太阳能利用的热-电-清洁水联产系统

说明书

一种基于太阳能利用的热‑电‑清洁水联产系统，将太阳能集热器采集的太阳辐射能分为三部分，一部分进入储能系统；一部分作为超临界布雷顿循环‑热电联产子系统的能量来源；一部分作为超临界水氧化系统的能量来源，同时解决了用户的用电、用热和用水问题。本系统中的热负荷、电负荷及污水负荷相互耦合，互相影响，通过初始能量分配、子系统热力参数调整等方式，可实现整个系统电负荷、热负荷和污水负荷的协同控制，同时根据能量梯级原理对整个系统的低品位热量进行再利用，提高了系统能量利用率，并用CO₂储气罐对CO₂进行回收再利用，实现CO₂零排放。且系统不是单一不可变的，由于子系统形式的多样性，可根据不同条件选择不同的子系统搭配方案。

技术领域

本发明属于能源利用技术领域，涉及超临界水氧化、有机朗肯循环领域，特别涉及一种基于太阳能利用的热-电-清洁水联产系统。

背景技术

当前主要是火电厂的热电联产技术来满足用户的用电以及用热需求，但是火电厂燃烧煤碳加重了环境的负担，研究清洁能源来满足用户的需求是当下的热点，太阳能热电联产技术的应用在解决用户需求的同时，对环境也没有造成影响，但是当前对太阳能热电联产系统中集热装置所吸收的太阳辐射能的利用还没有很完善，一些低品位能量没有再利用，造成了不必要的能源浪费。

工业污水的处理一直受到社会的关注，随着工业污水排量的急剧增加，传统的污水处理技术在效率上和技术上都很难达到污水处理的要求，超临界水氧化技术可以将工业污水中的多种有机物深度氧化，使这些有机物转化成清洁的水、CO₂以及相关元素稳定的无机盐等。超临界谁氧化技术处理污水具有高效、清洁的特点。并且传统的污水处理技术并没有合理的利用废水中有机物所含有的大量化学能，在超临界水氧化过程中这些化学能在氧化过程中将释放大量的热能，合理的利用这些热能可以增加能源的利用率。

能量的利用是非常重要的，一些看似影响较小的能量如果能够在管理技术的提高下被有效的利用起来，企业和社会都受益匪浅。目前太阳能主要是用来发电，将太阳能最终转换为电能提供给用户，由于没有对能量进行梯级利用，造成了大量的能源浪费。同时，当前在对工业污水的处理过程中，一是传统污水治理技术不具有清洁性和高效性等优点，二是在利用超临界水氧化的高效技术时未能很好的利用污水中大量的有机化学能。无论是热电联产，还是污水治理，一些低品位热量都没得到合理的利用，导致不必要的能源浪费。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于太阳能利用的热-电-清洁水联产系统，将太阳能热电联产中的能量以及超临界水氧化中的能量进行统筹管理，系统的热负荷、电负荷及污水负荷相互耦合，互相影响，通过初始能量分配、子系统热力参数调整等方式来实现整个系统电负荷、热负荷和污水负荷的协同控制。并且利用能量梯级利用原理，对一些低品位的热能进行再利用，CO₂也进行回收再利用，实现CO₂零排放。同时解决能源问题和污水治理问题，满足用户用电、用水、用热问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于太阳能利用的热-电-清洁水联产系统，包括太阳能集热装置29，太阳能集热装置29的出口分为三条流路：

第一条连接蓄热装置24，蓄热装置24的出口连接3#工质泵23，3#工质泵23连接太阳能集热装置29完成一个循环；

第二条连接超临界水反应器13的热源测入口，超临界水反应器13的热源测出口连接3#回热器20的热源侧入口，3#回热器20的热源侧出口连接2#回热器19的热源侧入口，2#回热器19的热源侧出口连接3#工质泵23，3#工质泵23连接太阳能集热装置29完成一个循环；

第三条连接蒸发器25的热源测入口，蒸发器25的热源测出口连接2#工质泵22，2#工质泵22连接3#工质泵23，3#工质泵23连接太阳能集热装置29完成一个循环。