[发明专利]一种集成碳捕集的二氧化碳双布雷顿循环发电系统

摘要

本发明涉及一种集成碳捕集的二氧化碳双布雷顿循环发电系统，包括主循环、底循环和碳捕集系统，主循环包括通过主循环工质管路连接的余热换热器、预冷器、主压缩机、再压缩机、低温回热器、高温回热器、高压CO2透平、低压CO2透平、主循环发电机和锅炉，底循环包括通过底循环工质管路循环连接的CO2透平、第二压缩机、二号预冷器、第一压缩机、底循环发电机和水‑CO2换热器，碳捕集系统包括再沸器、储藏罐、塔顶冷凝器、压缩装置、汽水分离器、冷凝器、再生塔、吸收塔、贫富液交换器、富液泵和贫液泵，本发明整个系统的集成提高了主循环发电系统的余热利用率，解决了超临界CO2布雷顿循环发电系统的循环工质来源问题及捕集到的二氧化碳用途问题，降低了发电厂CO2减排的成本。

主权项

一种集成碳捕集的二氧化碳双布雷顿循环发电系统，其特征是：包括主循环(29)、底循环(30)和碳捕集系统(31)，所述主循环包括通过主循环工质管路连接的余热换热器(1)、预冷器(2)、主压缩机(3)、再压缩机(4)、低温回热器(5)、高温回热器(6)、高压CO2透平(7)、低压CO2透平(8)和锅炉(28)，主循环发电机(9)与主压缩机(3)、再压缩机(4)、高压CO2透平(7)、低压CO2透平(8)同轴轴连接，高温回热器(6)的管程出口绕经锅炉(28)内的上部的高温区后连接高压CO2透平(7)的入口，高压CO2透平(7)的出口绕经锅炉(28)的水平烟道的中温区连接低压CO2透平(8)的入口，低压CO2透平(8)的出口依次连接高温回热器(6)的壳程、低温回热器(5)的壳程和余热换热器(1)的管程，余热换热器(1)的管程出口分两路，一路通过预冷器(2)、主压缩机(3)连接低温回热器(5)的管程入口，低温回热器(5)的管程的出口连接高温回热器(6)的管程入口，另一路通过再压缩机(4)连接到高温回热器(6)的管程入口；所述底循环包括通过底循环工质管路循环连接的CO2透平(11)、第二压缩机(12)、二号预冷器(13)、第一压缩机(14)和水‑CO2换热器(15)，底循环发电机(10)与CO2透平(11)、第二压缩机(12)、第一压缩机(14)同轴轴连接，所述二号预冷器(13)出口连接到第一压缩机(14)的入口，第一压缩机(14)的出口与余热换热器(1)的壳程连接，余热换热器(1)的壳程出口连接第二压缩机(12)的入口，第二压缩机(12)的出口绕经锅炉尾气烟道低温区后连接CO2透平(11)，CO2透平(11)通过水‑CO2换热器(15)连接二号预冷器(13)的进口；所述碳捕集系统包括再沸器(17)、储藏罐(18)、塔顶冷凝器(19)、压缩装置(20)、汽水分离器(21)、冷凝器(22)、再生塔(23)、吸收塔(24)、贫富液交换器(25)、富液泵(26)和贫液泵(27)，锅炉尾气烟道出口连接吸收塔(24)的烟气进口，吸收塔(24)的烟气出口通向大气，吸收塔(24)的富液出口经富液泵(26)连接贫富液交换器(25)的管程进口，贫富液交换器(25)的管程出口连接到再生塔(23)的吸收液进口，再生塔(23)的吸收液出口连接再沸器(17)的壳程进口，再沸器(17)的壳程设置两路出口，一路经贫液泵(27)连接到贫富液交换器(25)的壳程进口，贫富液交换器(25)的壳程出口连接到冷凝器(22)的壳程进口，冷凝器(22)的壳程出口连接的吸收塔(24)的贫液进口，另一路连接到再生塔(23)的CO2进口，再生塔(23)的CO2出口连接塔顶冷凝器(19)的壳程进口，塔顶冷凝器(19)的壳程出口连接汽水分离器(21)，汽水分离器(21)的CO2出口经压缩装置连接到储藏罐(18)，汽水分离器(21)的冷凝水出口连接到再生塔(23)的冷凝水进口；所述再沸器(17)的管程出口通过增压泵(16)连接水‑CO2换热器(15)的水入口，水‑CO2换热器(15)的水出口连接再沸器(17)的管程进口。