一种利用超临界二氧化碳储热调峰的发电系统技术方案

本实用新型专利技术属于储能发电技术领域，特别涉及一种利用超临界二氧化碳储热调峰的发电系统。其技术方案为：一种利用超临界二氧化碳储热调峰的发电系统，包括透平机，透平机通入供热蒸汽，透平机连接有压缩做功系统；还包括蒸汽发电系统、低温熔盐储罐和高温熔盐储罐，压缩做功系统包括换热器，低温熔盐储罐的熔盐出口与高温熔盐储罐的熔盐进口之间连接有储热管路，储热管路穿过换热器吸收介质热量，高温熔盐储罐的熔盐出口与低温熔盐储罐的熔盐进口之间连接有放热管路，放热管路穿过蒸汽发生器对介质加热。本实用新型专利技术提供了一种利用超临界二氧化碳储热调峰的发电系统。界二氧化碳储热调峰的发电系统。界二氧化碳储热调峰的发电系统。

【技术实现步骤摘要】
一种利用超临界二氧化碳储热调峰的发电系统


[0001]本技术属于储能发电
，特别涉及一种利用超临界二氧化碳储热调峰的发电系统。

技术介绍

[0002]在碳中和的背景下，诸多学者对熔盐储热发电的系统进行研究，并据此开发了相应的卡诺电池储能技术。如专利CN113659728A、专利CN113824139A等，通过充电加热的方式，将多余的热量储存到熔盐中，然后在下游需要电能的时候，通过高温容颜加热蒸汽，再利用蒸汽推动汽轮机发电，从而完成高温熔盐的储能目的，达成充电
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储热
‑
放电的循环，可以实现大规模的充电/放电。
[0003]然而，对于火力发电系统，真正能源浪费的大户，在凝汽器中。凝汽器中的被循环水带走的热量，约占汽轮机发电量的2倍，而最终火力发电厂的热效率，不足40％，造成巨额能源浪费。简而言之，发一度电，大约有2度电的热量散发在空气中了。
[0004]所以，卡诺电池只能在一定程度上起到电厂调峰的作用，只要涉及到发电、充电，就势必造成将近2倍电量的浪费。如果再算上卡诺电池放电的再发电系统，整个电池的效率极低，巨额能源将化为热量，浪费在环境中。
[0005]为了有效提高能源利用率，应该从根本上减少发电环节，尤其是凝气发电的环节。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术存在的上述问题，本技术的目的在于提供一种利用超临界二氧化碳储热调峰的发电系统。
[0007]本技术所采用的技术方案为：
[0008]一种利用超临界二氧化碳储热调峰的发电系统，包括透平机，透平机通入供热蒸汽，透平机连接有压缩做功系统；还包括蒸汽发电系统、低温熔盐储罐和高温熔盐储罐，压缩做功系统包括换热器，低温熔盐储罐的熔盐出口与高温熔盐储罐的熔盐进口之间连接有储热管路，储热管路穿过换热器吸收介质热量，高温熔盐储罐的熔盐出口与低温熔盐储罐的熔盐进口之间连接有放热管路，放热管路穿过蒸汽发生器对介质加热。
[0009]本技术的压缩做功系统的换热器直接对熔盐进行加热，实现热能直接储存；高温熔盐对蒸汽发电系统的蒸汽发生器中的介质加热并用于汽轮机发电。本系统直接储热，不存在充电的环节，并且可以用蒸汽加热器直接加热熔盐，实现能源的更高效率的利用。本技术通过压缩做功单元的换热器对低温熔盐进行加热，通过高温熔盐对蒸汽发生器中的介质加热，实现了储热调峰的目的。
[0010]作为本技术的优选方案，所述压缩做功系统包括压缩机，压缩机与透平机连接，压缩机的出口通过管路与换热器连接，换热器的介质出口通过管路连接有膨胀机，膨胀机的介质出口通过管路连接有冷却器，冷却器的出口通过管路与压缩机的进口连接。介质经压缩机压缩后，经换热器对低温熔盐进行加热，从而通过熔盐储存热量。介质进入膨胀机
对外界做功，且做功后的介质经冷却器降温后回到压缩机，形成介质回路。本技术用蒸汽加热器直接加热熔盐，实现能源的更高效率的利用。
[0011]作为本技术的优选方案，所述换热器与膨胀机之间的管路上设置有热泵回收器，冷却器与压缩机之间的管路经过热泵回收器。在热泵回收器中，高温介质与低温介质进行换热。
[0012]作为本技术的优选方案，所述冷却器中的冷却介质为循环水。
[0013]作为本技术的优选方案，所述储热管路上还连接有蒸汽加热器。蒸汽加热器也可以实现对热能向熔盐储热的直接利用。
[0014]作为本技术的优选方案，所述压缩做功系统中的介质为二氧化碳。
[0015]作为本技术的优选方案，所述蒸汽发电系统包括给水泵，给水泵的出口通过管路与蒸汽发生器连接，蒸汽发生器的蒸汽出口通过管路连接有汽轮发电机，汽轮发电机的介质出口通过管路连接有蒸汽冷却器，蒸汽冷却器的介质出口通过管道与给水泵连接。水泵将水泵入蒸汽发生器，高温熔盐对蒸汽发生器中的水进行加热并产生蒸汽，蒸汽通入汽轮发电机发电。汽轮发电机排出的蒸汽进入蒸汽冷却器进行冷却，冷却水回到给水泵中。
[0016]作为本技术的优选方案，所述给水泵与蒸汽发生器之间的管路上设置有热机回收器，汽轮发电机与蒸汽冷却器之间的管路经过热机回收器。在热机回收器中，汽轮发电机排出的蒸汽能对给水泵送出的水进行加热，提高了蒸汽热能的利用率。
[0017]作为本技术的优选方案，所述蒸汽冷却器中的冷却介质为循环水。
[0018]本技术的有益效果为：
[0019]本技术的压缩做功系统的换热器直接对熔盐进行加热，实现热能直接储存；高温熔盐对蒸汽发电系统的蒸汽发生器中的介质加热并用于汽轮机发电。本系统直接储热，不存在充电的环节，并且可以用蒸汽加热器直接加热熔盐，实现能源的更高效率的利用。本技术通过压缩做功单元的换热器对低温熔盐进行加热，通过高温熔盐对蒸汽发生器中的介质加热，实现了储热调峰的目的。
附图说明
[0020]图1是本技术的结构示意图。
[0021]图中：1
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供热蒸汽；2
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透平机；3
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压缩机；4
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蒸汽加热器；5
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低温熔盐储罐；6
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高温熔盐储罐；7
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换热器；8
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热泵回收器；9
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膨胀机；10
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冷却器；11
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给水泵；12
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蒸汽冷却器；13
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热机回收器；14
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蒸汽发生器；15
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汽轮发电机。
具体实施方式
[0022]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0023]因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都
属于本技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0024]如图1所示，本实施例的利用超临界二氧化碳储热调峰的发电系统，包括透平机2，透平机2通入供热蒸汽1，透平机2连接有压缩做功系统；还包括蒸汽发电系统、低温熔盐储罐5和高温熔盐储罐6，压缩做功系统包括换热器7，低温熔盐储罐5的熔盐出口与高温熔盐储罐6的熔盐进口之间连接有储热管路，储热管路穿过换热器7吸收介质热量，高温熔盐储罐6的熔盐出口与低温熔盐储罐5的熔盐进口之间连接有放热管路，放热管路穿过蒸汽发生器14对介质加热。所述储热管路上还连接有蒸汽加热器4。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用超临界二氧化碳储热调峰的发电系统，其特征在于：包括透平机(2)，透平机(2)通入供热蒸汽(1)，透平机(2)连接有压缩做功系统；还包括蒸汽发电系统、低温熔盐储罐(5)和高温熔盐储罐(6)，压缩做功系统包括换热器(7)，低温熔盐储罐(5)的熔盐出口与高温熔盐储罐(6)的熔盐进口之间连接有储热管路，储热管路穿过换热器(7)吸收介质热量，高温熔盐储罐(6)的熔盐出口与低温熔盐储罐(5)的熔盐进口之间连接有放热管路，放热管路穿过蒸汽发生器(14)对介质加热。2.根据权利要求1所述的一种利用超临界二氧化碳储热调峰的发电系统，其特征在于：所述压缩做功系统包括压缩机(3)，压缩机(3)与透平机(2)连接，压缩机(3)的出口通过管路与换热器(7)连接，换热器(7)的介质出口通过管路连接有膨胀机(9)，膨胀机(9)的介质出口通过管路连接有冷却器(10)，冷却器(10)的出口通过管路与压缩机(3)的进口连接。3.根据权利要求2所述的一种利用超临界二氧化碳储热调峰的发电系统，其特征在于：所述换热器(7)与膨胀机(9)之间的管路上设置有热泵回收器(8)，冷却器(10)与压缩机(3)之间的管路经过热泵回收器(8)。4.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文博，徐勇刚，向勇，张清，
申请(专利权)人：中国成达工程有限公司，
类型：新型
国别省市：