【技术实现步骤摘要】
本申请涉及二氧化碳储能系统，具体涉及一种双侧液态二氧化碳储能系统。
技术介绍
1、海上风电是未来风电发展的必然趋势，目前，中国近海风电已实现规模化发展。海上风电配置储能主要应用于调峰服务、调频服务、电网稳定控制、清洁替代等方面。
2、海上储能与常规储能在性能上都需要有高安全、高能量密度、长循环、低成本、免维护和工作寿命长等特点，但海上储能对其装置有特别的要求，如需要耐高压、耐风浪冲击、耐海水浸泡、耐海水腐蚀等。目前，储能技术中满足海上应用最基础的储能密度需求(储能密度＞20kw·h/m3)的仅有电化学储能(锂电、钠电，排除液流电池，储能密度小)和液化气体储能(排除压缩气体储能，储能密度小)。其中，锂电因其安全性、容量特性、寿命及成本问题仅适用于数mw级，4h以内的小规模、短时储能场景。唯一具有远期应用前景的海上风电大规模长时储能技术仅有液态空气储能(laes)和液态co2储能(lces)。
3、其中，laes系统的循环工质为空气，空气的临界点为：3.7mpa、-145℃，临界点温度低，气液转化所需的能量消耗大，很难实现气液转化。而lces系统的循环工质为co2，co2的临界点为：7.4mpa、30℃，相较于空气，co2更易实现液化。而且，超临界co2的黏度比较低，密度比较大，在相同的功率等级下，压缩co2储能系统比压缩空气储能系统更为紧凑。此外，不同于压缩空气储能系统，压缩co2储能系统是一个闭环系统，这也为co2的规模化利用提供了一种可行的途径。因此，lces是适用于海上平台大规模长时储能的首要选择。液
4、目前，全球首套10mw/80mwh二氧化碳储能示范系统于2023年12月30日在安徽芜湖成功并网发电。该项目利用40℃以上的低品位工业余热，提升系统储能效率，采用自主研发的柔性材料作为常温常压气态二氧化碳的存储容器。海上平台的空间和承重限制对储能系统的设计与集成具有很高的要求，因此，双侧液态co2储能方式更适合于海上平台，它具有储能密度大、集成度高的特点。该项目在低压侧采用气态存储的方式，储能密度小，更适合空间充足的陆上空间，无法满足海上平台对储能系统的设计与集成的高要求。
5、为了降低储能系统所需的空间，节约占地面积，专利cn118582266a专利技术了一种双侧液态二氧化碳储能系统及方法，该系统可实现低压侧和高压侧液态存储。然而，专利cn118582266a的双侧液态二氧化碳储能系统仅利用了压缩热，膨胀机效率低，进而导致系统循环效率较低，储能效率只能维持在60％左右，储能效率较低。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种双侧液态二氧化碳储能系统，可以同时解决目前的双侧液态二氧化碳储能系统存在的储能密度较低和储能效率低的技术问题。
2、本申请实施例提供一种双侧液态二氧化碳储能系统，包括：低压侧液态储罐、高压侧液态储罐、储能机构、释能机构、低温工质第一储罐、高温工质第一储罐以及加热机构；储能机构包括自低压侧液态储罐至高压侧液态储罐依次连接的低压侧气化器、至少一组储能组件和高压侧液化器；每一储能组件均包括自低压侧液态储罐至高压侧液态储罐依次连接的压缩机和冷却器；释能机构包括自高压侧液态储罐至低压侧液态储罐依次连接的高压侧气化器、至少一组释能组件和低压侧液化器；每一释能组件均包括自高压侧液态储罐至低压侧液态储罐依次连接的加热器、换热器和膨胀机；其中，每一冷却器的冷侧进口连通于低温工质第一储罐，每一冷却器的冷侧出口连通于高温工质第一储罐；每一加热器的热侧进口连通于高温工质第一储罐，每一加热器的热侧出口连通于低温工质第一储罐；第一工质在低温工质第一储罐、冷却器、高温工质第一储罐以及加热器中循环；加热机构包括低温工质第二储罐以及高温工质第二储罐，每一换热器的热侧进口连通于高温工质第二储罐，每一换热器的热侧出口连通于低温工质第二储罐，第二工质在高温工质第二储罐、换热器以及低温工质第二储罐中循环。
3、在一些实施例中，加热机构还包括：集热器，集热器连接于高温工质第二储罐并用于对高温工质第二储罐内的第二工质进行加热。
4、在一些实施例中，集热器包括太阳能集热器、燃气集热器、工业废热回收集热器、地源热泵集热器、海水源热泵集热器、生物质集热器及热管集热器中的至少一种。
5、在一些实施例中，加热机构还包括：低温工质第三储罐以及高温工质第三储罐，每一换热器的热侧进口连通于高温工质第三储罐，每一换热器的热侧出口连通于低温工质第三储罐，第二工质在高温工质第三储罐、换热器以及低温工质第三储罐中循环。
6、在一些实施例中，集热器为太阳能集热器；每一换热器的热侧进口通过第一管路连通于高温工质第二储罐，第一管路上设有第一阀门；每一换热器的热侧进口通过第二管路连通于高温工质第三储罐，第二管路上设有第二阀门；当阳光充足时，太阳能集热器同时对高温工质第二储罐内的第二工质和高温工质第三储罐内的第二工质进行加热；打开第一阀门，关闭第二阀门；当阳光不足时，打开第二阀门。
7、在一些实施例中，第一管路上设有高温工质第一泵，高温工质第一泵位于第一阀门与高温工质第二储罐之间；第二管路上设有高温工质第二泵，高温工质第二泵位于第二阀门与高温工质第三储罐之间。
8、在一些实施例中，每一换热器的热侧出口通过第三管路连通于低温工质第二储罐，第三管路上设有第三阀门；每一换热器的热侧出口通过第四管路连通于低温工质第三储罐，第四管路上设有第四阀门。
9、在一些实施例中，高温工质第二储罐的进口处设有第五阀门，低温工质第二储罐的出口处设有第六阀门；高温工质第三储罐的进口处设有第七阀门，低温工质第三储罐的出口处设有第八阀门。
10、在一些实施例中，太阳能集热器包括平板式集热器、真空管集热器、管式集热器、碟式集热器及管板式集热器中的至少一种。
11、在一些实施例中，第一工质包括：空气、地表水、地下水、中水及海水中的至少一种。
12、在一些实施例中，第二工质包括导热油。
13、在一些实施例中，低压侧气化器的热源包括海水、空气中的至少一种；高压侧液化器的冷源包括海水。
14、在一些实施例中，高压侧气化器的热源包括海水、空气中的至少一种；低压侧液化器的冷源包括液化天然气，液化天然气的温度低于-140℃。
15、本申请提供的双侧液态二氧化碳储能系统，高压侧液态储罐的高压液态二氧化碳经过高压侧气化器气化后，先经过加热器进行第一次升温，再经过换热器进行第二次升温，梯级提高co2的品位，从而提高了双侧液态二氧化碳储能系统的循环效率。
16、本申请的低温工质第一储罐内的第一工质进入冷却器吸收压缩机压缩后的co2的热量对co2进行冷却然后进入高温工质第一储罐，然后从高温工质第一储罐的出口进入加热器对加热器内的co2进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双侧液态二氧化碳储能系统，其特征在于，包括：低压侧液态储罐(100)、高压侧液态储罐(200)、储能机构、释能机构、低温工质第一储罐(300)、高温工质第一储罐(400)以及加热机构；
2.如权利要求1所述的双侧液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述加热机构还包括：集热器(503)，所述集热器(503)连接于所述高温工质第二储罐(502)并用于对所述高温工质第二储罐(502)内的所述第二工质进行加热。
3.如权利要求2所述的双侧液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述集热器(503)包括太阳能集热器、燃气集热器、工业废热回收集热器、地源热泵集热器、海水热泵集热器、生物质集热器及热管集热器中的至少一种。
4.如权利要求3所述的双侧液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述加热机构还包括：低温工质第三储罐(504)以及高温工质第三储罐(505)，每一所述换热器(203)的热侧进口连通于所述高温工质第三储罐(505)，每一所述换热器(203)的热侧出口连通于所述低温工质第三储罐(504)，所述第二工质在所述高温工质第三储罐(505)、所述换热器(2
5.如权利要求4所述的双侧液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述集热器(503)为太阳能集热器；
6.如权利要求5所述的双侧液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述第一管路(506)上设有高温工质第一泵(508)，所述高温工质第一泵(508)位于所述第一阀门(507)与所述高温工质第二储罐(502)之间；
7.如权利要求5所述的双侧液态二氧化碳储能系统，其特征在于，每一所述换热器(203)的热侧出口通过第三管路(512)连通于所述低温工质第二储罐(501)，所述第三管路(512)上设有第三阀门(513)；
8.如权利要求7所述的双侧液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述高温工质第二储罐(502)的进口处设有第五阀门(516)，所述低温工质第二储罐(501)的出口处设有第六阀门(517)；
9.如权利要求3所述的双侧液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述太阳能集热器包括平板式集热器、真空管集热器、管式集热器、碟式集热器及管板式集热器中的至少一种。
10.如权利要求1所述的双侧液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述第一工质包括：空气、地表水、地下水、中水及海水中的至少一种。
11.如权利要求1所述的双侧液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述第二工质包括导热油。
12.如权利要求1所述的双侧液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述低压侧气化器(101)的热源包括海水、空气中的至少一种；所述高压侧液化器(104)的冷源包括海水。
13.如权利要求1所述的双侧液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述高压侧气化器(201)的热源包括海水、空气中的至少一种；所述低压侧液化器(205)的冷源包括液化天然气，所述液化天然气的温度低于-140℃。
...【技术特征摘要】
1.一种双侧液态二氧化碳储能系统，其特征在于，包括：低压侧液态储罐(100)、高压侧液态储罐(200)、储能机构、释能机构、低温工质第一储罐(300)、高温工质第一储罐(400)以及加热机构；
2.如权利要求1所述的双侧液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述加热机构还包括：集热器(503)，所述集热器(503)连接于所述高温工质第二储罐(502)并用于对所述高温工质第二储罐(502)内的所述第二工质进行加热。
3.如权利要求2所述的双侧液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述集热器(503)包括太阳能集热器、燃气集热器、工业废热回收集热器、地源热泵集热器、海水热泵集热器、生物质集热器及热管集热器中的至少一种。
4.如权利要求3所述的双侧液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述加热机构还包括：低温工质第三储罐(504)以及高温工质第三储罐(505)，每一所述换热器(203)的热侧进口连通于所述高温工质第三储罐(505)，每一所述换热器(203)的热侧出口连通于所述低温工质第三储罐(504)，所述第二工质在所述高温工质第三储罐(505)、所述换热器(203)以及所述低温工质第三储罐(504)中循环。
5.如权利要求4所述的双侧液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述集热器(503)为太阳能集热器；
6.如权利要求5所述的双侧液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述第一管路(506)上设有高温工质第一泵(508)，所述高温工质第一泵...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨凡，曾跃波，杨小强，施逢委，韩海彪，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一一研究所，
类型：发明
国别省市：
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