【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超临界压缩二氧化碳储能，具体涉及一种具有耦合高－低压储气室的超临界压缩二氧化碳储能系统。
技术介绍
1、超临界压缩二氧化碳储能系统是一种高效的能量储存和转换技术。其工作原理为：如图5所示，利用电量低谷时刻的电力将低温低压的超临界二氧化碳压缩为高温高压的超临界二氧化碳并储存，在用电高峰时刻，将高温高压的超临界二氧化碳送入膨胀机，利用膨胀机做功发电。
2、然而，在上述储能过程中，低压储气室的温度、压力不断降低，高压储气室的温度、压力不断升高；在释能过程中，高压储气室的温度、压力不断降低，高压储气室的温度、压力不断升高。当上述高压储气室和低压储气室的压力升高或者下降到一定值时，储能系统停止运行。导致储能系统可以使用到的超临界二氧化碳的质量占系统总储存量的比例较小，超临界压缩二氧化碳储能系统的能量密度低。
3、因此，本领域技术人员急需一种新的超临界压缩二氧化碳储能系统，实现平缓高压储气室、低压储气室在运行过程中的温度、压力变化，进而增大超临界二氧化碳储存和释放占比，提高储能系统的能量密度。
技术实现思路
1、因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的超临界压缩二氧化碳储能系统，可以使用到的超临界二氧化碳的质量占比较小，超临界压缩二氧化碳储能系统的能量密度低的问题。为此，本专利技术提供一种具有耦合高－低压储气室的超临界压缩二氧化碳储能系统，包括：
2、压缩机，在电量低谷时刻，利用电力将低温低压的超临界二氧化碳压缩为高温高压的超临界二
3、膨胀机，在用电高峰时刻，所述膨胀机利用高温高压的超临界二氧化碳做功发电；
4、高压储气室，分别与所述压缩机的出口以及所述膨胀机的进口相连通，用于储存所述压缩机压缩的超临界二氧化碳；
5、低压储气室，分别与所述膨胀机的出口以及所述压缩机的进口相连通，用于储存所述膨胀机做功发电中产生的超临界二氧化碳；所述低压储气室和所述高压储气室耦合相连，以平缓所述高压储气室和所述低压储气室在运行过程中的温度和压力变化。
6、可选的，具有耦合高－低压储气室的超临界压缩二氧化碳储能系统，还包括：
7、热水罐，所述热水罐通过第一换热器分别与所述压缩机出口以及所述高压储气室的进口间接连接；在储能时，所述热水罐储存所述高温高压状态的超临界二氧化碳的压缩热，将高温高压状态的超临界二氧化碳冷却至与所述高压储气室相同的温度；所述热水罐通过第二换热器分别与所述高压储气室出口以及所述膨胀机的进口间接连接；在释能时，所述热水罐加热所述高压储气室排出的低温高压超临界二氧化碳；
8、所述高压储气室排出的低温高压超临界二氧化碳被加热，形成高温高压超临界二氧化碳再送入膨胀机。通过热水罐加热高压储气室排出的低温高压超临界二氧化碳，可以有效地减小作为高压容器的高压储气室体积、提升储能系统的能量密度。
9、冷水罐，通过所述第一换热器与所述热水罐的进水口相连通，并通过所述第二换热器与所述热水罐的排水口相连通。
10、可选的，所述高压储气室和所述低压储气室的贴合相连，以实现所述高压储气室和所述低压储气室之间的热交换。
11、可选的，所述高压储气室和所述低压储气室套置设置。
12、可选的，所述高压储气室包括：嵌装在所述低压储气室内的s形盘管。
13、可选的，所述低压储气室的低压进口，与所述高压储气室的高压出口设置在所述低压储气室的同一侧且对称设置；
14、所述低压储气室的低压出口，与所述高压储气室的高压进口设置在所述低压储气室的同一侧且对称设置。
15、可选的，所述高压储气室还包括：高压储气罐；
16、所述s形盘管的高压出口与所述高压储气罐相连通，所述高压储气罐的出气口与所述膨胀机的进口相连通。
17、可选的，所述s形盘管的管道材料为不锈钢材质，所述s形盘管的管道内径为0.2m至0.4m。
18、可选的，所述低压储气室的直径为2m－10m。
19、本专利技术技术方案，具有如下优点：
20、1.本专利技术提供的具有耦合高－低压储气室的超临界压缩二氧化碳储能系统，包括：
21、压缩机，在电量低谷时刻，利用电力将低温低压的超临界二氧化碳压缩为高温高压的超临界二氧化碳；
22、膨胀机，在用电高峰时刻，所述膨胀机利用高温高压的超临界二氧化碳做功发电；
23、高压储气室，分别与所述压缩机的出口以及所述膨胀机的进口相连通，用于储存所述压缩机压缩的超临界二氧化碳；
24、低压储气室，分别与所述膨胀机的出口以及所述压缩机的进口相连通，用于储存所述膨胀机做功发电中产生的超临界二氧化碳；所述低压储气室和所述高压储气室耦合相连，以平缓所述高压储气室和所述低压储气室在运行过程中的温度和压力变化。
25、在本专利技术中，通过将低压储气室和高压储气室耦合相连。在储能过程中，高压储气室的温度升高，低压储气室的温度下降，高压储气室的热量会传递给低压储气室。因此，相较于现有技术中的高压储气室、低压储气室分开的形式。本专利技术中的高压储气室和低压储气室耦合相连，可以让其二者的温度、压力变化更为平缓。进而实现在储能过程中，低压储气室可以释放更多的超临界二氧化碳，高压储气室可以储存更多的超临界二氧化碳。另外，在释能过程中，低压储气室的温度升高，高压储气室的温度下降，通过耦合可以实现低压储气室的热量传递给高压储气室，让高压储气室、低压储气室的温度、压力变化更为平缓。进而实现，在释能过程中，高压储气室可以释放更多的超临界二氧化碳，低压储气室可以储存更多的超临界二氧化碳。
26、2.本专利技术提供的具有耦合高－低压储气室的超临界压缩二氧化碳储能系统，还包括：
27、热水罐，所述热水罐通过第一换热器分别与所述压缩机出口以及所述高压储气室的进口间接连接；在储能时，所述热水罐储存所述高温高压状态的超临界二氧化碳的压缩热，将高温高压状态的超临界二氧化碳冷却至与所述高压储气室相同的温度；所述热水罐通过第二换热器分别与所述高压储气室出口以及所述膨胀机的进口间接连接；在释能时，所述热水罐加热所述高压储气室排出的低温高压超临界二氧化碳；
28、冷水罐，通过所述第一换热器与所述热水罐的进水口相连通，并通过所述第二换热器与所述热水罐的排水口相连通。
29、在本专利技术中，通过上述热水罐可以有效地加热高压储气室排出的低温高压超临界二氧化碳，使其形成高温高压超临界二氧化碳。再将上述高温高压超临界二氧化碳通入膨胀机做功发电。高压储气室储存低温高压超临界二氧化碳，可以提高作为高压容器的高压储气室体积、提升储能系统的能量密度。
30、3.本专利技术提供的具有耦合高－低压储气室的超临界压缩二氧化碳储能系统，所述高压储气室和所述低压储气室的贴合相连，以实现所述高压储气室和所述低压储气室之间的热交换。进一步地，所述高压储气室和所述低压储气室套置设置。
31、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有耦合高－低压储气室的超临界压缩二氧化碳储能系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的具有耦合高－低压储气室的超临界压缩二氧化碳储能系统，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求1或2所述的具有耦合高－低压储气室的超临界压缩二氧化碳储能系统，其特征在于，所述高压储气室(3)和所述低压储气室(4)的贴合相连，以实现所述高压储气室(3)和所述低压储气室(4)之间的热交换。
4.根据权利要求3所述的具有耦合高－低压储气室的超临界压缩二氧化碳储能系统，其特征在于，所述高压储气室(3)和所述低压储气室(4)套置设置。
5.根据权利要求4所述的具有耦合高－低压储气室的超临界压缩二氧化碳储能系统，其特征在于，所述高压储气室(3)包括：嵌装在所述低压储气室(4)内的S形盘管(9)。
6.根据权利要求5所述的具有耦合高－低压储气室的超临界压缩二氧化碳储能系统，其特征在于，所述低压储气室(4)的低压进口，与所述S形盘管(9)的高压出口设置在所述低压储气室(4)的同一侧且对称设置；
7.根据权利要求5所述的具有耦合
8.根据权利要求5所述的具有耦合高－低压储气室的超临界压缩二氧化碳储能系统，其特征在于，所述S形盘管的管道材料为不锈钢材质，所述S形盘管的管道内径为0.2m至0.4m。
9.根据权利要求6所述的具有耦合高－低压储气室的超临界压缩二氧化碳储能系统，其特征在于，所述低压储气室(4)的直径为2m至10m。
...【技术特征摘要】
1.一种具有耦合高－低压储气室的超临界压缩二氧化碳储能系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的具有耦合高－低压储气室的超临界压缩二氧化碳储能系统，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求1或2所述的具有耦合高－低压储气室的超临界压缩二氧化碳储能系统，其特征在于，所述高压储气室(3)和所述低压储气室(4)的贴合相连，以实现所述高压储气室(3)和所述低压储气室(4)之间的热交换。
4.根据权利要求3所述的具有耦合高－低压储气室的超临界压缩二氧化碳储能系统，其特征在于，所述高压储气室(3)和所述低压储气室(4)套置设置。
5.根据权利要求4所述的具有耦合高－低压储气室的超临界压缩二氧化碳储能系统，其特征在于，所述高压储气室(3)包括：嵌装在所述低压储气室...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐玉杰，赵明智，朱轶林，胡东子，周学志，左志涛，陈海生，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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