模块化热存储制造技术

本发明专利技术公开一种发电系统，包括共用的热侧热存储、共用的冷侧热存储、多个电力子单元和电力总线。电力子单元中的每个可以连接到共用的热侧热存储和/或共用的冷侧热存储，或者与共用的热侧热存储和/或共用的冷侧热存储隔离。

Modular thermal storage

The invention discloses a power generation system, which comprises a common hot side hot storage, a common cold side hot storage, a plurality of power sub units and a power bus. Each of the power sub units can be connected to or isolated from the common hot side hot storage and / or the common cold side hot storage.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模块化热存储相关申请的交叉引用本申请要求于2016年12月31日提交的美国专利申请号15/396461的优先权，其全部内容通过引用结合于此。
技术介绍
在热力发动机或热泵中，热交换器可以被采用来在热存储材料与用于涡轮机械使用的工作流体之间转移热。热力发动机可以是可逆的，例如，它也可以是热泵，并且工作流体和热交换器可以被用于转移热或冷到热存储介质。
技术实现思路
闭式热动力循环发电或能量存储系统，诸如可逆的布雷敦循环系统，可以包括至少工作流体，所述工作流体循环通过闭式循环流体路径，所述循环流体路径包括至少两个热交换器、涡轮机和压缩机。一些系统可以包括多个闭式循环系统(动力子单元)，每个被构造成连接到共享的热侧热存储和共享的冷侧热存储或者与共享的热侧存储和共享的冷侧热存储隔离。示例发电系统可以包括热侧热存储，其包括第一热热存储(“HTS”)罐、第二HTS罐、HTS介质、被构成接收来自第一HTS罐的HTS介质的流的HTS供应流道和被构造成将HTS介质的流发送到第二HTS罐的HTS返回流道。示例发电系统可以进一步包括冷侧热存储，其包括第一冷热存储(“CTS”)罐、第二CTS罐、CTS介质、被构成接收来自第二CTS罐的CTS介质的流的CTS供应流道和被构造成将CTS介质的流发送到第一CTS罐的CTS返回流道。示例发电系统可以进一步包括多个电力子单元，每个电力子单元包括：发电机，其被构造成生成电力；压缩机；热侧热交换器；涡轮机；冷侧热交换器；工作流体，其在闭式循环路径中循环，其中闭式循环路径包括，依次地，所述压缩机、所述热侧热交换器、所述涡轮机和所述冷侧热交换器；和阀装置，其可被构造成处在连接状态或隔离状态，其中在所述连接状态中，所述阀装置被构造成将所述热侧热交换器连接到所述HTS供应流道和所述THS返回流道并且将所述冷侧热交换器连接到所述CTS供应流道和所述CTS返回流道，其中在所述隔离状态中，所述阀装置被构造成使所述热侧热交换器与所述HTS供应流道和所述HTS返回流道隔离并且使所述冷侧热交换器与所述CTS供应流道和所述CTS返回流道隔离。示例发电系统可以进一步包括电力总线，其被电连接到所述多个电力子单元中的每个电力子单元的每个发电机，其中电力总线被构造成将由每个发电机生成的电力携带到电力节点。附图说明图1示意性图示泵送热电存储系统的操作。图2是在加载(charge)/热泵模式中的泵送热系统的工作流体和热存储介质的流动图。图3是在卸载(discharge)/热力发动机模式中的泵送热系统的工作流体和热存储介质的流动图。图4是在工作流体经历图2中的加载循环时工作流体的示意性压力和温度图。图5是在工作流体经历图3中的卸载循环时工作流体的示意性压力和温度图。图6是图2-3中的泵送热系统中的闭式工作流体系统的示意透视图。图7是图2-3中的泵送热系统的示意透视图，该热泵送系统具有热侧和冷侧存储罐和闭式循环工作流体系统。图8示出用于具有ηc＝0.9和ηt＝0.95的水/熔融盐系统的热存储加载循环。虚线对应于ηc＝ηt＝1。图9示出用于具有ηc＝0.9和ηt＝0.95的图8中的水/熔融盐系统的热存储卸载(取出)循环。虚线对应于ηc＝ηt＝1。图10示出在加载和卸载循环之间具有可变的压缩比的泵送热系统中的热存储循环。图11示出水/盐系统的往返效率等高线。符号⊕和代表目前(present)大型涡轮机械绝热效率值的近似范围。虚线箭头代表增大效率的方向。图12示出较冷的存储/盐系统的往返效率等高线。符号⊕和代表本(present)大型涡轮机械绝热效率值的近似范围。图13是在加载/热泵模式中的具有用于工作流体的气体-气体热交换器的泵送热系统的工作流体和热存储介质的流动图。图14是在卸载/热力发动机模式中的具有用于工作流体的气体-气体热交换器的泵送热系统的工作流体和热存储介质的流动图。图15是在向环境间接放热的情况下在加载/热泵模式中的具有用于工作流体的气体-气体热交换器的泵送热系统的工作流体和热存储介质的流动图。图16是在向环境间接放热的情况下在卸载/热力发动机模式中的具有用于工作流体的气体-气体热交换器的泵送热系统的工作流体和热存储介质的流动图。图17示出用于存储系统的热存储加载循环，所述存储系统具有气体-气体热交换器、能够降到显著低于室温的温度的冷侧存储介质以及ηc＝0.9和ηt＝0.95。图18示出用于存储系统的热存储卸载循环，所述存储系统具有气体-气体热交换器、能够降到显著低于室温的温度的冷侧存储介质以及ηc＝0.9和ηt＝0.95。图19是在单独通过太阳能加热太阳盐的情况下在太阳模式中在泵送热循环中热侧再加载的示例流动图。图20是在向环境放热的情况下泵送热系统卸载循环的示意流动图。图21是在向在室温的热浴中循环的中间流体放热的情况下泵送热系统卸载循环的示意性流动图。图22和23是具有用于加载和卸载模式的分开的压缩机/涡轮机对的泵送热系统。图24和25示出以燃烧热输出生成模式构造的泵送热系统。图26是通过燃烧热源或废热源加热的在泵送热循环中热侧再加载的示意性流动图。图27示出具有压力校准功率控制的泵送热系统的示例。图28示出具有压力包围的发电机的泵送热系统的示例。图29是压缩机/涡轮机对中的可变定子的示例。图30示出计算机系统，该系统被编程成实施各种方法和/或调节本公开的各种系统。图31图示根据示例实施例的具有子单元的发电系统。具体实施方式这里描述示例系统和方法。应理解的是，词“示例”和/或“示例性”这里被用于指“用作示例、例子或说明”。这里所述作为“示例”或“示例性”的任何实施例或特征不必然被理解为比其它实施例或特征优选或有利。这里所述的示例实施例不是限制性的。应理解的是，公开的系统和方法的某些方面在广泛的不同构造中能被布置和组合，所有这些都被包含于此。尽管这里示出并描述了本专利技术的各种实施例，但是对本领域的普通技术人员将显而易见的是，这样实施例仅通过举例的方式提供。在不背离本专利技术的情况下，本领域的普通技术人员可以想到各种变型、改变和替代。应理解的是，对这里描述的对本专利技术的实施例的各种替代可以被采用。应理解的是，本专利技术的不同方面可以被单独地、共同地或者彼此组合地理解。应理解的是，这里使用的术语被用于描述具体实施例的目的，而不旨在限制本专利技术的范围。应注意的是，如这里所用的，单数形式“一”和“该”包括复数基准，除非文中另外清楚地指出。另外，除外另外限定，这里使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所属领域的普通技术人员一般理解的相同含义。尽管这里示出并描述了本专利技术的优选实施例，但是对本领域的普通技术人员将显而易见的是，这样实施例仅通过举例的方式提供。在不背离本专利技术的情况下，本领域的普通技术人员将易于想到各种变型、改变和替代。应理解的是，在实践本专利技术时，对这里描述的对本专利技术的实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电系统，其特征在于，包括：/n热侧热存储，其包括第一热的热存储(“HTS”)罐、第二HTS罐、HTS介质、被构成接收来自所述第一HTS罐的HTS介质的流的HTS供应流道和被构造成将HTS介质的流发送到所述第二HTS罐的HTS返回流道；/n冷侧热存储，其包括第一冷的热存储(“CTS”)罐、第二CTS罐、CTS介质、被构成接收来自所述第二CTS罐的CTS介质的流的CTS供应流道和被构造成将CTS介质的流发送到所述第一CTS罐的CTS返回流道；/n多个电力子单元，每个电力子单元包括：/n被构造成生成电力的发电机，/n压缩机，/n热侧热交换器，/n涡轮机，/n冷侧热交换器，/n在闭式循环路径中循环的工作流体，其中所述闭式循环路径包括，按顺序地，所述压缩机、所述热侧热交换器、所述涡轮机和所述冷侧热交换器，以及/n阀装置，所述阀装置可构造成处在连接状态或隔离状态，其中，在所述连接状态中，所述阀装置被构造成将所述热侧热交换器连接到所述HTS供应流道和所述HTS返回流道，并且将所述冷侧热交换器连接到所述CTS供应流道和所述CTS返回流道，其中，在所述隔离状态中，所述阀装置被构造成将所述热侧热交换器与所述HTS供应流道和所述HTS返回流道隔离，并且将所述冷侧热交换器与所述CTS供应流道和所述CTS返回流道隔离；以及/n电力总线，其被电连接到所述多个电力子单元中的每个电力子单元的每个发电机，其中，所述电力总线被构造成将由每个发电机生成的电力携带到电力节点。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20161231 US 15/396,4611.一种发电系统，其特征在于，包括：
热侧热存储，其包括第一热的热存储(“HTS”)罐、第二HTS罐、HTS介质、被构成接收来自所述第一HTS罐的HTS介质的流的HTS供应流道和被构造成将HTS介质的流发送到所述第二HTS罐的HTS返回流道；
冷侧热存储，其包括第一冷的热存储(“CTS”)罐、第二CTS罐、CTS介质、被构成接收来自所述第二CTS罐的CTS介质的流的CTS供应流道和被构造成将CTS介质的流发送到所述第一CTS罐的CTS返回流道；
多个电力子单元，每个电力子单元包括：
被构造成生成电力的发电机，
压缩机，
热侧热交换器，
涡轮机，
冷侧热交换器，
在闭式循环路径中循环的工作流体，其中所述闭式循环路径包括，按顺序地，所述压缩机、所述热侧热交换器、所述涡轮机和所述冷侧热交换器，以及
阀装置，所述阀装置可构造成处在连接状态或隔离状态，其中，在所述连接状态中，所述阀装置被构造成将所述热侧热交换器连接到所述HTS供应流道和所述HTS返回流道，并且将所述冷侧热交换器连接到所述CTS供应流道和所述CTS返回流道，其中，在所述隔离状态中，所述阀装置被构造成将所述热侧热交换器与所述HTS供应流道和所述HTS返回流道隔离，并且将所述冷侧热交换器与所述CTS供应流道和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：R阿普特，P拉罗谢尔，J格林，
申请(专利权)人：马耳他股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US