[发明专利]一种太阳能辅助二氧化碳捕集与供热的集成系统及其方法

摘要

本发明公开了一种太阳能辅助二氧化碳捕集与供热的集成系统，该集成系统主要由燃煤发电子系统、抽汽减压减温循环子系统、二氧化碳捕集子系统、太阳能集热子系统以及供热子系统五部分组成。各子系统之间主要通过换热器及相关管路与阀门连接，构成集成系统。为满足燃煤发电子系统、二氧化碳捕集子系统及供热子系统在不同季节不同时刻的用热需求，通过输出端阀门控制的方式，将太阳能集热量供入不同子系统。系统夏季可实现维持电厂电力输出和二氧化碳减排的双重功效，冬季在实现燃煤电厂二氧化碳减排的基础上增加供热面积。集成系统同时实现可再生能源利用与电厂二氧化碳捕集，有力推动我国太阳能利用与二氧化碳捕集技术的大规模应用。

主权项

一种太阳能辅助二氧化碳捕集与供热的集成系统，包括通过管道相连的燃煤发电子系统(1)、抽汽减压减温循环子系统(2)、二氧化碳捕集子系统(3)、太阳能集热子系统(4)和供热子系统(5)，所述管路上设有多个阀门，多个阀门中包括有闸阀、三通旋塞阀和混合阀；其特征在于：所述燃煤发电子系统(1)由燃煤锅炉(E‑1)、汽轮机高压缸(E‑2)、汽轮机中压缸(E‑3)、汽轮机低压缸(E‑4)、发电机(E‑5)、冷凝器(E‑6)、4台低压给水加热器(E‑7、E‑8、E‑9、E‑10)、除氧器(E‑11)、3台高压给水加热器(E‑12、E‑13、E‑14)及给水泵(E‑15)串联组成；所述抽汽减压减温循环子系统(2)由减压阀(V‑2)、换热器(H‑1)、混合阀(V‑25)、(V‑26)及混水泵(E‑16)组成；所述二氧化碳捕集子系统(3)包括烟气预处理装置(E‑17)、吸收塔(E‑18)、富液泵(E‑19)、贫/富液换热器(H‑2)、贫液泵(E‑20)、解吸塔(E‑21)、溶液泵(E‑22)和再沸器(H‑3)；所述太阳能集热子系统(4)包括太阳能集热器阵列(E‑23)、导热介质循环泵(E‑26)和太阳能给水加热换热器(H‑6)；所述太阳能集热子系统(4)用于为二氧化碳捕集子系统(3)和供热子系统(5)供热及为燃煤发电子系统(1)的给水加热；所述太阳能集热子系统(4)的出口分别与太阳能供热换热器(H‑7)的高温端入口、太阳能给水加热换热器(H‑6)的高温端入口相连；所述太阳能集热子系统(4)的入口分别与太阳能供热换热器(H‑7)的高温端出口、太阳能给水加热换热器(H‑6)的高温端出口相连，并通过阀门的控制，将所述太阳能集热子系统(4)的集热量供给再沸器(H‑3)；所述供热子系统(5)包括一次网换热器(H‑5)、二次网换热器(H‑4)和太阳能供热换热器(H‑7)和用户末端散热器(E‑24)；所述供热子系统(5)包括电厂供热网供热和太阳能集热供热，当电厂供热网无法满足供热需求时，采用太阳能集热子系统(4)为用户供暖，即：所述太阳能集热子系统(4)与太阳能供热换热器(H‑7)的高温端相连，太阳能供热换热器(H‑7)的低温端与用户末端散热器(E‑24)相连；所述管路上的多个阀门的连接关系如下：一个三通阀V‑29的入口1与汽轮机低压缸(E‑4)第五级抽汽点连接，该三通阀V‑29的出口2与低压给水加热器(E‑10)高温端入口相连，该三通阀V‑29的出口3与换热器(H‑1)高温端入口相连，其间管路上设有闸阀V‑1、减压阀V‑2和混合阀V‑25；换热器(H‑1)高温端出口与一混合阀V‑26的入口1相连，混合阀V‑26的出口3与混水泵(E‑16)的入口相连，其间管路设有闸阀V‑28，混水泵(E‑16)出口与所述混合阀V‑25的入口1相连；混合阀V‑26的出口2与一次网换热器(H‑5)高温端入口相连；烟气预处理装置(E‑17)与吸收塔(E‑18)入口间的管路上设置有闸阀V‑3；换热器(H‑1)低温端出口与再沸器(H‑3)高温端入口间管路上设置有闸阀V‑6和三通旋塞阀V‑12；再沸器(H‑3)高温端出口与换热器(H‑1)低温端入口间管路上设置有闸阀V‑5和三通旋塞阀V‑4；太阳能集热子系统(4)中太阳能集热器阵列(E‑23)的出口与一三通旋塞阀V‑9的入口2相连，三通旋塞阀V‑9的出口1与太阳能给水加热换热器(H‑6)的高温端入口相连，其间管路上设有闸阀V‑10和三通旋塞阀V‑11；太阳能给水加热换热器(H‑6)的高温端出口与一三通旋塞阀V‑15的入口1相连，其间管路上设有闸阀V‑13和三通旋塞阀V‑14；三通旋塞阀V‑15的出口3与导热介质循环泵(E‑26)入口相连；太阳能集热子系统(4)中设有连接于太阳能集热器阵列(E‑23)并联之路之间的闸阀V‑18和闸阀V‑19；所述三通旋塞阀V‑11的出口1与所述三通旋塞阀V‑12的入口2相连，其间管路上设有闸阀V‑8，所述三通旋塞阀V‑4的出口3与所述三通旋塞阀V‑14的入口2相连，其间管路上设有闸阀V‑7；所述三通旋塞阀V‑9的出口3与太阳能供热换热器(H‑7)的高温端入口相连，其间管路上设有闸阀V‑16；太阳能供热换热器(H‑7)的高温端出口与所述三通旋塞阀V‑15的入口2相连，其间管路上设有闸阀V‑17；用户末端散热器(E‑24)出口与一三通旋塞阀V‑20的入口3相连，用户末端散热器(E‑24)入口与一三通旋塞阀V‑27的出口2相连；太阳能供热换热器(H‑7)的低温端出口与所述三通旋塞阀V‑27的入口3相连，其间管路上设有闸阀V‑21，所述三通旋塞阀V‑20的出口2与太阳能供热换热器(H‑7)的低温端入口相连，所述三通旋塞阀V‑20的出口1与二次网换热器(H‑4)低温端入口相连，其间管路上设有闸阀V‑22，二次网换热器(H‑4)低温端出口与所述三通旋塞阀V‑27的入口1相连；一次网换热器(H‑5)的低温端出口与热网循环泵(E‑25)的入口相连，其间管路上设有闸阀V‑23，二次网换热器(H‑4)的高温端出口与一次网换热器(H‑5)的低温端入口相连，其间管路上设有闸阀V‑24；通过上述各阀门的开启或关闭控制各子系统之间的连通与断开。