一种高温型压缩二氧化碳储能系统技术方案

技术编号:42733965 阅读:1 留言:0更新日期:2024-09-18 13:30
本技术公开了一种高温型压缩二氧化碳储能系统,包括:储气包、第一压缩机、第一蓄热单元、第二蓄热单元、第二压缩机、第三蓄热单元、液化单元、阀门、液态CO<subgt;2</subgt;储罐、第一膨胀机、第二膨胀机、散热器;所述第一压缩机将二氧化碳压缩至超临界状态;所述第一蓄热单元和所述第二蓄热单元用于储存第一级压缩产生的压缩热;所述第三蓄热单元用于储存第二级压缩产生的压缩热。本技术提供的高温型压缩二氧化碳储能系统,采用高压比高温压缩方案,大幅度增加了单位质量二氧化碳的功量,有效减小柔性储气包的体积,同时高压二氧化碳采用自冷凝循环技术,不需要外界提供额外的冷源,储能系统效率提高、投资成本降低。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于可再生能源发电、电网调峰和压缩气体储能等,具体涉及一种高温型压缩二氧化碳储能系统


技术介绍

1、压缩二氧化碳储能技术是一种闭式循环系统,其包含两个分别储存低压和高压二氧化碳的储气装置,用于界定储/释能过程的开始和结束。现在的压缩二氧化碳储能技术因为低压端二氧化碳的储存形式不同而有所区别:当低压端二氧化碳以超临界状态存储时,压缩后二氧化碳压力水平过高,这会对高压端的气体存储装置在成本和技术方面提出挑战;当低压端二氧化碳以液态状态存储时,则需要在储气装置的进出口处额外增加冷凝和蒸发装置,且其系统效率较低;还有学者提出将低压端二氧化碳以接近环境状态的气体储存在柔性储气包中,然而巨大的储气包体积限制了该型压缩二氧化碳储能的广泛推广,利用制冷机组对高压二氧化碳液化较大幅度地降低了储能系统的效率、增加了投资成本。

2、因此,亟需一种高温型压缩二氧化碳储能系统。


技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种高温型压缩二氧化碳储能系统,以解决上述存在的一个或多个技术问题。本技术提供的高温型压缩二氧化碳储能系统,采用高压比高温压缩方案,大幅度增加了单位质量二氧化碳的功量,有效减小柔性储气包的体积,同时高压二氧化碳采用自冷凝循环技术,不需要外界提供额外的冷源,储能系统效率提高、投资成本降低。

2、为达到上述目的,本技术采用以下技术方案:

3、一种高温型压缩二氧化碳储能系统,包括:储气包、第一压缩机、第一蓄热单元、第二蓄热单元、第二压缩机、第三蓄热单元、液化单元、阀门、液态co2储罐、第一膨胀机、第二膨胀机、散热器;所述储气包与第一压缩机、所述第一蓄热单元、所述第二蓄热单元、所述第二压缩机、所述第三蓄热单元、所述液化单元、所述阀门、所述液态co2储罐依次连接;所述液态co2储罐、所述液化单元、所述第三蓄热单元、所述第一膨胀机、所述第二蓄热单元、所述第一蓄热单元、所述第二膨胀机、所述散热器、所述储气包依次连接;

4、所述第一压缩机将二氧化碳压缩至超临界状态;

5、所述第一蓄热单元和所述第二蓄热单元用于储存第一级压缩产生的压缩热;

6、所述第三蓄热单元用于储存第二级压缩产生的压缩热;

7、所述第一蓄热循环包括:第一换热器、第一热储罐、第六换热器、第一冷储罐;所述第一冷储罐的出口经过所述第一换热器的冷侧通道连接至所述第一热储罐进口,所述第一热储罐的出口经过所述第六换热器的热侧通道连接至所述第一冷储罐进口;

8、所述第二蓄热循环包括:第二换热器、第二热储罐、第五换热器、第二冷储罐;所述第二冷储罐的出口经过所述第二换热器的冷侧通道连接至所述第二热储罐进口,所述第二热储罐的出口经过所述第五换热器的热侧通道连接至所述第二冷储罐进口;

9、所述第三蓄热循环包括:第三换热器、第三热储罐、第四换热器、第三冷储罐;所述第三冷储罐的出口经过所述第三换热器的冷侧通道连接至所述第三热储罐进口,所述第三热储罐的出口经过所述第四换热器的热侧通道连接至所述第三冷储罐进口;

10、所述液化单元包括;冷凝器、第四热储罐、蒸发器、第四冷储罐;所述冷凝器热侧通道进口与所述第三换热器热侧通道出口连接,出口经过阀门与所述液态co2储罐进口连接;由所述阀门出口释放的饱和气态二氧化碳通过回气进入所述第二压缩机进口;所述蒸发器冷侧通道进口与所述液态co2储罐出口相连,出口与所述第四换热器冷侧通道进口相连接。

11、本技术的进一步改进在于,所述储气包由柔性气囊构成,体积随着储气量的多少而时刻变化,使内部的二氧化碳始终储存在环境压力下。

12、本技术的进一步改进在于,所述压缩单元的第一级压缩为高压比压缩,高温能达到450-550℃,可以有效提高单位工质的做功能力;

13、更进一步地,所述第二膨胀机出口设有散热器。

14、本技术的进一步改进在于,所述每个热储罐和所述每个冷储罐出口设有循环泵(图中未画出)。

15、本技术的进一步改进在于,所述第一热储罐和所述第一冷储罐中的储存的蓄热介质为熔融盐;所述第二热储罐、所述第二冷储罐、所述第三热储罐、所述第三冷储罐、所述第四热储罐、所述第四冷储罐中储存的蓄热介质为液态水。

16、与现有的技术相比,本技术的有益效果为:

17、1.本技术提供的一种高温型压缩二氧化碳储能系统,以高压比将环境状态下的二氧化碳压缩到高温高压状态,以熔融盐作为高温储热介质储存热量,以加压水作为低温储热介质储存热量,提高了单位质量工质做功能力,减小了储气包的体积;

18、2.本技术提供的一种高温型压缩二氧化碳储能系统高压二氧化碳液化采用自冷凝循环,不需要额外的冷源,提高了系统效率、降低了系统运行成本。

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【技术保护点】

1.一种高温型压缩二氧化碳储能系统,其特征在于,包括:储气包(1)、第一压缩机(2)、第一蓄热单元、第二蓄热单元、第二压缩机(3)、第三蓄热单元、液化单元、阀门(5)、液态CO2储罐(6)、第一膨胀机(8)、第二膨胀机(9)、散热器(10);所述储气包(1)与第一压缩机(2)、所述第一蓄热单元、所述第二蓄热单元、所述第二压缩机(3)、所述第三蓄热单元、所述液化单元、所述阀门(5)、所述液态CO2储罐(6)依次连接;所述液态CO2储罐(6)、所述液化单元、所述第三蓄热单元、所述第一膨胀机(8)、所述第二蓄热单元、所述第一蓄热单元、所述第二膨胀机(9)、所述散热器(10)、所述储气包(1)依次连接;

2.根据权利要求1所述的一种高温型压缩二氧化碳储能系统,其特征在于,所述储气包(1)由柔性气囊构成,体积随着储气量的多少而时刻变化,使内部的二氧化碳始终储存在环境压力下。

3.根据权利要求1所述的一种高温型压缩二氧化碳储能系统,其特征在于,所述第一压缩机(2)为高压比压缩,出口温度为高温能达到450-550℃,可以有效提高单位工质的做功能力。

4.根据权利要求1所述的一种高温型压缩二氧化碳储能系统,其特征在于,所述第一热储罐(12)和所述第一冷储罐(14)中的储存的蓄热介质为熔融盐;所述第二热储罐(16)、所述第二冷储罐(18)、所述第三热储罐(20)、所述第三冷储罐(22)、所述第四热储罐(23)、所述第四冷储罐(24)中储存的蓄热介质为液态水。

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【技术特征摘要】

1.一种高温型压缩二氧化碳储能系统,其特征在于,包括:储气包(1)、第一压缩机(2)、第一蓄热单元、第二蓄热单元、第二压缩机(3)、第三蓄热单元、液化单元、阀门(5)、液态co2储罐(6)、第一膨胀机(8)、第二膨胀机(9)、散热器(10);所述储气包(1)与第一压缩机(2)、所述第一蓄热单元、所述第二蓄热单元、所述第二压缩机(3)、所述第三蓄热单元、所述液化单元、所述阀门(5)、所述液态co2储罐(6)依次连接;所述液态co2储罐(6)、所述液化单元、所述第三蓄热单元、所述第一膨胀机(8)、所述第二蓄热单元、所述第一蓄热单元、所述第二膨胀机(9)、所述散热器(10)、所述储气包(1)依次连接;

2.根据权利要求1所述的一种高温...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘展刘俊伟
申请(专利权)人:青岛科技大学
类型:新型
国别省市:

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