【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种储能系统，特别涉及一种与lng及冻干相结合的二氧化碳储能系统及其工作方法。
技术介绍
1、真空冷冻干燥技术是目前最先进的食品加工技术之一。然而，真空冷冻干燥设备作为用能大户，每年生产所需耗电量数以亿计，极大的增加了地方电力系统的发电压力。而在冻干设备大量的能耗中，约70%的能耗用于制冷，其目的是通过长时间并用-40℃以下的温度将食品中升华的气态水捕集。如此高能耗，若能结合当下压缩空气储能技术和lng技术，将会有更加强劲的竞争力。
2、压缩空气技术是将电力系统低谷期的弃电以热能和二氧化碳势能的方式存储起来，在电力系统高峰期再以电能的形式释放出来，将极大的降低电力系统高峰期负荷。二氧化碳储能(ces)技术是基于压缩空气储能(caes)和brayton发电循环的一种新型物理储能技术，储能时长可超16小时，释能功率可达gw级，具有储能密度大、运行寿命长、系统设备紧凑等优势，适合大规模长时储能，具有较好的发展和应用前景。在现有技术应用中，利用电价低谷期通过多级压缩机使常压气态二氧化碳转变成高压液态二氧化碳，将电能转化成二氧化碳内能的形式进行存储；在用电高峰期时，通过多级膨胀机使高压液态二氧化碳膨胀转变成常压气态二氧化碳，用以发电，最终实现电能的存储和释放。
3、lng液化天然气是一种通过在常压下将气态天然气冷却至约-162℃，使之凝结成液态的能源形式。其主要成分是甲烷，可能还包含少量的乙烷、丙烷以及氮等其他成分。lng因其高效、经济和清洁的特性，在能源领域得到了广泛应用。
4、中国在l
5、同时，传统二氧化碳储能系统存在以下缺点：1、成本投入巨大，其成本包括多级压缩机、多级膨胀机和常压二氧化碳储气气囊等等，对于技术推广成本不容忽视；2、能量转换效率低，系统由电能借助二氧化碳转换成内能存储，释放内能时输出电能，最后由电能做功产生效益，其虽然所产生的电能应用广泛，但是其系统由于能量的多次转换而效率低下。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、生产成本和使用成本低，且能量转换率高，节能环保的与lng及冻干相结合的二氧化碳储能系统。
2、本专利技术提供一种与lng及冻干相结合的二氧化碳储能系统，包括低压储液罐1、高压储液罐7、冻干设备4和lng站，所述低压储液罐1和所述高压储液罐7分别通过储能管路和释能管路连接并形成循环管路，所述储能管路上设有第一换热器31，所述第一换热器31及所述lng站分别与所述冻干设备4连接、并分别用于在夜间储能及日间lng气化时为所述冻干设备4提供冷能。
3、进一步的，所述低压储液罐1的输出端通过第一管路与所述高压储液罐7连接，所述第一管路上依次设有第一膨胀阀21、第一换热器31、压缩机5、第二换热器32和第三换热器33并形成所述储能管路，所述第二换热器32与所述第三换热器33依次对管内介质进行降温并使其液化；所述高压储液罐7的输出端通过第二管路与所述低压储液罐1连接，所述第二管路上依次设有第二膨胀阀22、第四换热器34、第五换热器35和膨胀发电机9并形成释能管路，所述第四换热器34和所述第五换热器35依次对管内介质进行升温，且所述第二换热器32、所述第三换热器33、所述第四换热器34及所述第五换热器35之间能实现内部换热。
4、进一步的，还包括储热罐11和储冷罐12，所述储热罐11的输出端依次经第一循环泵和所述第五换热器35后与所述储冷罐12连接，用于对第五换热器35进行加热并使换热后的冷介质输送至储冷罐12；所述储冷罐12的输出端依次经第二循环泵和第二换热器32后与所述储热罐11连接，用于对第二换热器32进行降温并使换热后的热介质输送至储热罐11。
5、进一步的，还包括一相变蓄冷蓄热罐8，所述相变蓄冷蓄热罐8设置在所述第三换热器33与所述第四换热器34之间，用于将所述第三换热器33中介质液化产生的热量储存于所述相变蓄冷蓄热罐8内并为所述第四换热器34中介质气化提供热量、或将所述第四换热器34中介质气化所产生的冷能储存于所述相变蓄冷蓄热罐8内并为所述第三换热器33中介质液化提供冷能。
6、进一步的，所述第三换热器33与所述高压储液罐7之间串联有一液化缓冲罐6，所述液化缓冲罐6上设有一回路管61，所述回路管61与所述第三换热器33的输入端连接，形成回路，并能使未完全液化的介质重新回到所述第三换热器33并再次进行降温液化。
7、进一步的，所述压缩机5与所述第二换热器32可以为一组或多组，所述第五换热器35与所述膨胀发电机9可以为一组或多组。
8、进一步的，所述膨胀发电机9的后端设有第六换热器36，所述lng站与所述第六换热器36连接，用于在日间lng气化时为所述第六换热器36换热提供冷能。
9、进一步的，所述低压储液罐1内的介质为0.8mpa-1.3mpa的-45℃至-35℃的液态二氧化碳，所述高压储液罐7内的介质为6.5mpa-7.5mpa的25℃至35℃的液态二氧化碳。
10、同时，本专利技术还提供一种与lng及冻干相结合的二氧化碳储能系统的工作方法，其包括以下步骤：
11、s1、储能：
12、s11、低压储液罐1内的0.8mpa-1.3mpa的-45℃至-35℃的液态二氧化碳通过第一膨胀阀21膨胀形成等压的气态二氧化碳，膨胀所产生的大量气化冷能通过第一换热器31供冻干设备生产所需；
13、s12、0.8mpa-1.3mpa的气态二氧化碳通过压缩机压缩形成6.5mpa-7.5mpa的高温气态二氧化碳，储冷罐12内的冷介质经第二换热器32换热后进入储热罐11，6.5mpa-7.5mpa的高温气态二氧化碳经第二换热器32换热降温后形成等压的中温气态二氧化碳；
14、s13、6.5mpa-7.5mpa的中温气态二氧化碳通过第三换热器33换热降温形成等压的液态二氧化碳，并经液化缓冲罐6后进入高压储液罐7内进行储存，第三换热器33液化形成的热量储存至相变蓄冷蓄热罐8内；
15、s14、经冷却后未完全液化的二氧化碳经回路管61返回至第三换热器33继续进行降温冷却，直至完全液化；
16、s2、释能：
17、s21、高压储液罐7内的6.5mpa-7.5mpa的中温液态二氧化碳通过第二膨胀阀22膨胀形成等压的气态二氧化碳，膨胀所产生的大量气化冷能通过第四换热器34将其存储至相变蓄冷蓄热罐8内，或当在极端天气时且环境气温低于介质膨胀气化所需的温度时，相变蓄冷蓄热罐8内储存的热能为第四换热器34中介质气化提供热量；
18、s22、储热罐11内的热介质经第五换热器35后进入储冷罐12，6.5mpa-7.5mpa的气态二氧化碳经第五换热器35换热升温后进入膨胀本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种与LNG及冻干相结合的二氧化碳储能系统，其特征在于：包括低压储液罐、高压储液罐、冻干设备和LNG站，所述低压储液罐和所述高压储液罐分别通过储能管路和释能管路连接并形成循环管路，所述储能管路上设有第一换热器，所述第一换热器及所述LNG站分别与所述冻干设备连接、并分别用于在夜间储能及日间LNG气化时为所述冻干设备提供冷能。
2.如权利要求1所述的与LNG及冻干相结合的二氧化碳储能系统，其特征在于：所述低压储液罐的输出端通过第一管路与所述高压储液罐连接，所述第一管路上依次设有第一膨胀阀、第一换热器、压缩机、第二换热器和第三换热器并形成所述储能管路，所述第二换热器与所述第三换热器依次对管内介质进行降温并使其液化；所述高压储液罐的输出端通过第二管路与所述低压储液罐连接，所述第二管路上依次设有第二膨胀阀、第四换热器、第五换热器和膨胀发电机并形成释能管路，所述第四换热器和所述第五换热器依次对管内介质进行升温，且所述第二换热器、所述第三换热器、所述第四换热器及所述第五换热器之间能实现内部换热。
3.如权利要求2所述的与LNG及冻干相结合的二氧化碳储能系统，其特征在
4.如权利要求2所述的与LNG及冻干相结合的二氧化碳储能系统，其特征在于：还包括一相变蓄冷蓄热罐，所述相变蓄冷蓄热罐设置在所述第三换热器与所述第四换热器之间，用于将所述第三换热器中介质液化产生的热量储存于所述相变蓄冷蓄热罐内并为所述第四换热器中介质气化提供热量、或将所述第四换热器中介质气化所产生的冷能储存于所述相变蓄冷蓄热罐内并为所述第三换热器中介质液化提供冷能。
5.如权利要求2所述的与LNG及冻干相结合的二氧化碳储能系统，其特征在于：所述第三换热器与所述高压储液罐之间串联有一液化缓冲罐，所述液化缓冲罐上设有一回路管，所述回路管与所述第三换热器的输入端连接，形成回路，并能使未完全液化的介质重新回到所述第三换热器并再次进行降温液化。
6.如权利要求2所述的与LNG及冻干相结合的二氧化碳储能系统，其特征在于：所述压缩机与所述第二换热器可以为一组或多组，所述第五换热器与所述膨胀发电机可以为一组或多组。
7.如权利要求2所述的与LNG及冻干相结合的二氧化碳储能系统，其特征在于：所述膨胀发电机的后端设有第六换热器，所述LNG站与所述第六换热器连接，用于在日间LNG气化时为所述第六换热器换热提供冷能，以使释能管路内的介质液化并储存至低压储液罐内。
8.如权利要求1所述的与LNG及冻干相结合的二氧化碳储能系统，其特征在于：所述低压储液罐内的介质为0.8Mpa-1.3Mpa的-45℃至-35℃的液态二氧化碳，所述高压储液罐内的介质为6.5Mpa-7.5Mpa的25℃至35℃的液态二氧化碳。
9.一种与LNG及冻干相结合的二氧化碳储能系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.如权利要求9所述的与LNG及冻干相结合的二氧化碳储能系统的工作方法，其特征在于：储能在夜间低电价时进行，释能在白天高电价时进行，且冻干设备在白天时由LNG站气化提供冷能。
...【技术特征摘要】
1.一种与lng及冻干相结合的二氧化碳储能系统，其特征在于：包括低压储液罐、高压储液罐、冻干设备和lng站，所述低压储液罐和所述高压储液罐分别通过储能管路和释能管路连接并形成循环管路，所述储能管路上设有第一换热器，所述第一换热器及所述lng站分别与所述冻干设备连接、并分别用于在夜间储能及日间lng气化时为所述冻干设备提供冷能。
2.如权利要求1所述的与lng及冻干相结合的二氧化碳储能系统，其特征在于：所述低压储液罐的输出端通过第一管路与所述高压储液罐连接，所述第一管路上依次设有第一膨胀阀、第一换热器、压缩机、第二换热器和第三换热器并形成所述储能管路，所述第二换热器与所述第三换热器依次对管内介质进行降温并使其液化；所述高压储液罐的输出端通过第二管路与所述低压储液罐连接，所述第二管路上依次设有第二膨胀阀、第四换热器、第五换热器和膨胀发电机并形成释能管路，所述第四换热器和所述第五换热器依次对管内介质进行升温，且所述第二换热器、所述第三换热器、所述第四换热器及所述第五换热器之间能实现内部换热。
3.如权利要求2所述的与lng及冻干相结合的二氧化碳储能系统，其特征在于：还包括储热罐和储冷罐，所述储热罐的输出端依次经第一循环泵和所述第五换热器后与所述储冷罐连接，用于对第五换热器进行加热并使换热后的冷介质输送至储冷罐；所述储冷罐的输出端依次经第二循环泵和第二换热器后与所述储热罐连接，用于对第二换热器进行降温并使换热后的热介质输送至储热罐。
4.如权利要求2所述的与lng及冻干相结合的二氧化碳储能系统，其特征在于：还包括一相变蓄冷蓄热罐，所述相变蓄冷蓄热罐设置在所述第三换热器与所述第四换热器之间，用于将所述第三换热...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘意强，朱悉汝，吴盼慧，刘小龙，毛海盈，李伟，
申请(专利权)人：浙江同景冻干科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。