储能发电循环系统技术方案

本申请公开了一种储能发电循环系统，储能发电循环系统包括：储热装置、储冷装置、驱动机构、压缩机、第一换向阀、第一换热器、中间换热器、透平、发电机、第二换向阀、第二换热器；压缩机的出气端、第一换热器的第一路、透平的进气端、中间换热器的第一路分别与第一换向阀相连，第一换热器的第一路与中间换热器的第一路相连；透平的出气端、第二换热器的第一路、压缩机的进气端、中间换热器的第二路分别与第二换向阀相连，第二换热器的第一路与中间换热器的第二路相连；储热装置与第一换热器的第二路相连，储冷装置与第二换热器的第二路相连。本申请的储能发电循环系统，系统中气态工质为闭式循环，可以帮助降低压缩机压缩比、透平的膨胀比。

Energy Storage Power Generation Cycle System

【技术实现步骤摘要】
储能发电循环系统
本申请属于储能制造
，具体而言，涉及一种储能发电循环系统。
技术介绍
风电、光伏等可再生能源具有不稳定和间歇性，发电功率难以调节到与用电负荷匹配，火电厂也具有调峰需求。普遍采用储能系统来消纳可再生能源或者对火电厂进行调峰。相关技术中的储能系统一般为开放式循环，只能选用无害的空气等当作循环介质，这样限制了换热的效率，且还会排放一定的气体；或者这些储能系统在换热过程能量浪费较多，造成储能效率低，存在改进空间。
技术实现思路
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。本申请提出一种储能发电循环系统，包括：储热装置、储冷装置、驱动机构、压缩机、第一换向阀、第一换热器、中间换热器、透平、发电机、第二换向阀、第二换热器；其中所述驱动机构与所述压缩机动力耦合连接，所述透平与所述发电机动力耦合连接；所述压缩机的出气端、所述第一换热器的第一路、所述透平的进气端、所述中间换热器的第一路分别与所述第一换向阀的四个阀口相连，所述第一换热器的第一路与所述中间换热器的第一路相连；所述透平的出气端、所述第二换热器的第一路、所述压缩机的进气端、所述中间换热器的第二路分别与所述第二换向阀的四个阀口相连，所述第二换热器的第一路与所述中间换热器的第二路相连；所述储热装置与所述第一换热器的第二路相连，所述储冷装置与所述第二换热器的第二路相连。本申请的储能发电循环系统，采用压缩机-换热器-换向阀-中间换热器-透平组成气态工质循环的主要装置，系统中气态工质在储能和发电阶段均为闭式循环，无排放无污染，实现了清洁低碳、高效节能的储能方式，通过换向阀设计，实现同一套装置完成互逆的电-热转换循环和热-电转换循环，简化系统结构，通过设计中间换热器，可以帮助降低压缩机压缩比、透平的膨胀比，确保了热动设备效率、降低制造难度，且维持系统在储能和发电阶段的运行稳定性。本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。附图说明本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本申请一种实施例的储能发电循环系统的结构示意图；图2是本申请另一种实施例熔盐泵接入熔盐罐或防冻液泵接入防冻液罐的结构示意图。附图标记：驱动机构1；压缩机2；第一换向阀3；第一换热器4；中间换热器5；透平6；发电机7；第二换向阀8；第二换热器9；熔盐罐10；熔盐斜温层11；熔盐下分配器12；第一熔盐泵13；熔盐上分配器14；第二熔盐泵15；防冻液罐16；防冻液斜温层17；防冻液上分配器18；第二防冻液泵19；防冻液下分配器20；第一防冻液泵21；第一熔盐主阀22；第一熔盐旁通阀23；第二熔盐主阀24；第二熔盐旁通阀25；第一防冻液主阀26；第一防冻液旁通阀27；第二防冻液主阀28；第二防冻液旁通阀29；熔盐泵30a，防冻液泵30b，第一入口阀31，第二入口阀32，第一出口阀33，第二出口阀34。具体实施方式下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。下面参考图1-图2描述根据本申请实施例的储能发电循环系统。本申请实施例的储能发电循环系统可以适用于火电厂调峰、低谷电利用、风电和光伏等可再生能源储电领域。如图1所示，根据本申请一个实施例的储能发电循环系统包括：储热装置、储冷装置、驱动机构1、压缩机2、第一换向阀3、第一换热器4、中间换热器5、透平6、发电机7、第二换向阀8、第二换热器9。其中，驱动机构1与压缩机2动力耦合连接，在储能发电循环系统在储能工作模式中，驱动机构1用于驱动压缩机2工作，在实际的执行中，驱动机构1可以包括电动机，或者该驱动机构1可以包括风力发电机的涡轮机等。透平6与发电机7动力耦合连接，透平6用于在工质的驱动下转动，以使工质膨胀做功，在发电工作模式中，透平6用于驱动发电机7发电。在实际的执行中，压缩机2与透平6动力耦合连接且同步转动。压缩机2、第一换向阀3、第一换热器4、中间换热器5、透平6、第二换向阀8、第二换热器9相连形成布雷顿循环(正循环和逆循环)，该布雷顿循环中的工质可以为气态工质，该气态工质可为空气、氮气、氩气、氦气、氢气、二氧化碳等。如图1所示，压缩机2的出气端、第一换热器4的第一路、透平6的进气端、中间换热器5的第一路分别与第一换向阀3的四个阀口相连，第一换热器4的第一路与中间换热器5的第一路相连；透平6的出气端、第二换热器9的第一路、压缩机2的进气端、中间换热器5的第二路分别与第二换向阀8的四个阀口相连，第二换热器9的第一路与中间换热器5的第二路相连；储热装置与第一换热器4的第二路相连，储冷装置与第二换热器9的第二路相连。在实际的执行中，如图1所示，压缩机2的出气端与第一换向阀3的第一阀口3a相连，第一换向阀3的第二阀口3b与第一换热器4的第一路的一端(图1中的左端)相连，第一换热器4的第一路的另一端(图1中的右端)与中间换热器5的第一路的一端(图1中的右端)相连，中间换热器5的第一路的另一端(图1中的左端)与第一换向阀3的第四阀口3d相连，第一换向阀3的第三阀口3c与透平6的进气端相连；透平6的出气端与第二换向阀8的第一阀口8a相连，第二换向阀8的第二阀口8b与第二换热器9的第一路的一端(图1中的右端)相连，第二换热器9的第一路的另一端(图1中的左端)与中间换热器5的第二路的一端(图1中的左端)相连，中间换热器5的第二路的另一端(图1中的右端)与第二换向阀8的第四阀口8d相连，第二换向阀8的第三阀口8c与压缩机2的进气端相连。储热装置内的高温端储热介质可以在第一换热器4中与布雷顿循环中的工质换热，储冷装置内的低温端储冷介质可以在第二换热器9中与布雷顿循环中的工质换热。该储能发电循环系统具有储能工作模式和发电工作模式，特别是在该布雷顿循环中具有用于回收中间热量的中间换热器5，可以有效降低压缩机2压缩比、透平6膨胀比。在储能工作模式中，第一换向阀3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储能发电循环系统，其特征在于，包括：储热装置、储冷装置、驱动机构、压缩机、第一换向阀、第一换热器、中间换热器、透平、发电机、第二换向阀、第二换热器；其中所述驱动机构与所述压缩机动力耦合连接，所述透平与所述发电机动力耦合连接；所述压缩机的出气端、所述第一换热器的第一路、所述透平的进气端、所述中间换热器的第一路分别与所述第一换向阀的四个阀口相连，所述第一换热器的第一路与所述中间换热器的第一路相连；所述透平的出气端、所述第二换热器的第一路、所述压缩机的进气端、所述中间换热器的第二路分别与所述第二换向阀的四个阀口相连，所述第二换热器的第一路与所述中间换热器的第二路相连；所述储热装置与所述第一换热器的第二路相连，所述储冷装置与所述第二换热器的第二路相连。

【技术特征摘要】
1.一种储能发电循环系统，其特征在于，包括：储热装置、储冷装置、驱动机构、压缩机、第一换向阀、第一换热器、中间换热器、透平、发电机、第二换向阀、第二换热器；其中所述驱动机构与所述压缩机动力耦合连接，所述透平与所述发电机动力耦合连接；所述压缩机的出气端、所述第一换热器的第一路、所述透平的进气端、所述中间换热器的第一路分别与所述第一换向阀的四个阀口相连，所述第一换热器的第一路与所述中间换热器的第一路相连；所述透平的出气端、所述第二换热器的第一路、所述压缩机的进气端、所述中间换热器的第二路分别与所述第二换向阀的四个阀口相连，所述第二换热器的第一路与所述中间换热器的第二路相连；所述储热装置与所述第一换热器的第二路相连，所述储冷装置与所述第二换热器的第二路相连。2.根据权利要求1所述的储能发电循环系统，其特征在于，所述压缩机与所述透平动力耦合连接且同步转动。3.根据权利要求1或2所述的储能发电循环系统，其特征在于，所述储热装置包括斜温层熔盐罐。4.根据权利要求3所述的储能发电循环系统，其特征在于，所述熔盐罐的上端设有熔盐上分配器，所述熔盐罐的下端设有熔盐下分配器，所述熔盐上份配器和所述熔盐下分配器分别与所述第一换热器的第二路的两端相连，且所述熔盐罐与所述第一换热器的第二路之间设有熔盐泵，所述熔盐泵设置为使熔盐从所述熔盐下分配器流入所述第一换热器的第二路或者使熔盐从所述熔盐上分配器流入所述第一换热器的第二路。5.根据权利要求4所述的储能发电循环系统，其特征在于，所述熔盐泵包括：第一熔盐泵，所述熔盐下分配器与所述第一换热器的第二路之间设有所述第一熔盐泵和第一熔盐主阀，所述第一熔盐泵和所述第一熔盐主阀外并联连接有第一熔盐旁通阀；第二熔盐泵，所述熔盐上分配器与所述第一换热器的第二路之间设有所述第二熔盐泵和第二熔盐主阀，所述第二熔盐泵和所述第二熔盐主阀外并联连接有第二熔盐旁通阀。6.根据权利要求1或2所述的储能发电循环系统，其特征在于，所述储冷装置包括斜温层防冻液罐。7.根据权利要求6所述的储能发电循环系统，其特征在于，所述防冻液罐的上端设有防冻液上分配器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张谨奕，李京浩，白宁，王含，张玮，
申请(专利权)人：国家电投集团科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11