联合发电系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种联合发电系统，该联合发电系统包括热泵储电系统和发电系统。热泵储电系统基于正逆布雷顿循环，发电系统中设置有与热泵储电系统配合的换热器，发电系统中的流通工质能够吸收热泵储电系统中的中低温气态工质的热量，以便发电系统能够将热泵储电系统的由于不可逆损失导致的中低温余热量进行回收再进行发电。这种热泵储电和中低温余热发电的联合发电系统实现了清洁低碳的联合储能发电和高效余热利用，提高了发电效率和热能利用效率，该联合发电系统的做功和发电总量显著增加，能够对外提供更多的电力。由此，本实用新型专利技术实施例提供的联合发电系统具有发电效率高、热量利用率高、节能环保等优点。节能环保等优点。节能环保等优点。

【技术实现步骤摘要】
联合发电系统


[0001]本技术涉及发电
，尤其是涉及一种热泵储电和中低温余热发电的联合发电系统。

技术介绍

[0002]热泵储电技术是一种利用正逆布雷顿循环进行储能和发电的储能技术。在储能阶段，通过谷电、可再生能源电力等电力驱动压缩机，带动热泵循环，将电能转换为热能和冷能，分别储存在储热介质和储冷介质内；在发电阶段通过热机循环，将储存的热能和冷能转换为电能发出，适用于新能源电力消纳、调峰、低谷电利用等储能系统，能够起到提升新能源发电质量、移峰填谷、平衡电力供求、提高电网稳定性等作用。但是相关技术中的热泵储电技术由于各项损失因素导致放电(释能)和充电(储能)过程的不可逆，造成系统熵增和多余热量的生成，这些多余热量将作为废热排出系统，热能利用效率低。

技术实现思路

[0003]本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术的实施例提出一种联合发电系统，发电效率高、热量利用率高、节能环保。
[0004]根据本技术的实施例的联合发电系统，包括：热泵储电系统，所述热泵储电系统包括高温蓄热器、低温蓄热器、压缩机、第一透平、第一输送管和第二输送管，所述第一输送管的第一端与所述压缩机的工质出口相连，所述第二输送管的第一端与所述高温蓄热器相连，所述高温蓄热器与所述第一透平的工质进口相连，所述第一透平的工质出口与所述低温蓄热器相连，所述低温蓄热器与所述压缩机的工质进口相连；和发电系统，所述发电系统包括换热器、第二透平和输送装置，所述换热器具有加热工质进口、加热工质出口、受热工质进口和受热工质出口，其中所述第一输送管的第二端与所述加热工质进口连通，所述第二输送管的第二端与所述加热工质出口连通，所述输送装置的工质出口与所述受热工质进口连通，所述第二透平的工质进口与所述受热工质出口连通。
[0005]根据本技术实施例的联合发电系统包括基于正逆布雷顿循环的热泵储电系统，并通过在发电系统中设置与热泵储电系统配合的换热器，从而使发电系统中的流通工质能够吸收热泵储电系统中的中低温气态工质的热量，以便发电系统能够将热泵储电系统的由于不可逆损失导致的中低温余热量进行回收再利用(进行发电)。这种热泵储电和中低温余热发电的联合发电系统实现了清洁低碳的联合储能发电和高效余热利用，提高了发电效率和热能利用效率，该联合发电系统的做功和发电总量显著增加，能够对外提供更多的电力。
[0006]由此，本技术实施例提供的联合发电系统具有发电效率高、热量利用率高、节能环保等优点。
[0007]另外，根据本技术的联合发电系统还具有如下附加技术特征：
[0008]在一些实施例中，所述热泵储电系统进一步包括第三输送管，所述高温蓄热器包
括第一端口和第二端口，所述低温蓄热器包括第三端口和第四端口，所述第三输送管的第一端与所述压缩机的工质出口相连，所述第三输送管的第二端与所述第一端口相连，所述第二输送管的第二端与所述第二端口相连，所述第一端口和所述第二端口中的每一者与所述第一透平的工质进口相连，所述第三端口和所述第四端口中的每一者与所述第一透平的工质出口相连，所述第三端口和所述第四端口中的每一者与所述压缩机的工质进口相连。
[0009]在一些实施例中，所述发电系统包括朗肯循环发电系统，所述朗肯循环发电系统包括所述换热器、所述第二透平、所述输送装置和冷凝器，所述输送装置为冷媒泵，所述输送装置、所述换热器、所述第二透平和所述冷凝器依次相连且构成闭环回路。
[0010]在一些实施例中，所述发电系统包括LNG膨胀发电系统，所述LNG膨胀发电系统包括依次相连的所述输送装置、所述换热器和所述第二透平。
[0011]在一些实施例中，所述发电系统包括朗肯循环发电系统和LNG膨胀发电系统，所述换热器包括第一换热器和第二换热器，所述第二透平包括两个，所述输送装置包括冷媒泵和第二输送装置，所述第一输送管包括第一输送支管和第二输送支管，所述第二输送管包括第三输送支管和第四输送支管；所述第一换热器具有第一加热工质进口、第一加热工质出口、第一受热工质进口和第一受热工质出口，其中所述第一输送支管的第二端与所述第一加热工质进口连通，所述第三输送支管的第二端与所述第一加热工质出口连通，所述冷媒泵的工质出口与所述第一受热工质进口连通，两个所述第二透平中的一者的工质进口与所述第一受热工质出口连通；所述第二换热器具有第二加热工质进口、第二加热工质出口、第二受热工质进口和第二受热工质出口，其中所述第二输送支管的第二端与所述第二加热工质进口连通，所述第四输送支管的第二端与所述第二加热工质出口连通，所述第二输送装置的工质出口与所述第二受热工质进口连通，两个所述第二透平中的另一者的工质进口与所述第二受热工质出口连通；所述朗肯循环发电系统包括所述第一换热器、两个所述第二透平中的一者、所述冷媒泵和冷凝器，所述冷媒泵、所述第一换热器、两个所述第二透平中的所述一者和所述冷凝器依次相连且构成闭环回路；所述LNG膨胀发电系统包括依次相连的所述第二输送装置、所述第二换热器和两个所述第二透平中的所述另一者。
[0012]在一些实施例中，所述联合发电系统进一步包括第三换热器，所述第一输送管还包括第五输送支管，所述第二输送管还包括第六输送支管，所述第三换热器具有第三加热工质进口、第三加热工质出口、第三受热工质进口和第三受热工质出口，所述第五输送支管的第二端与所述第三加热工质进口连通，所述第六输送支管的第二端与所述第三加热工质出口连通，所述第三受热工质进口与两个所述第二透平中的所述另一者的工质出口连通。
[0013]在一些实施例中，所述LNG膨胀发电系统还包括第四换热器，所述第四换热器设置于所述低温蓄热器内，所述第四换热器具有第四受热工质进口和第四受热工质出口，所述第四受热工质进口与所述第二输送装置的工质出口连通，所述第四受热工质出口与所述第二受热工质进口连通。
[0014]在一些实施例中，位于所述第二输送装置与两个所述第二透平中的所述另一者之间的LNG输送管的一部分设置于所述低温蓄热器内。
[0015]在一些实施例中，所述冷凝器具有第五加热工质进口、第五加热工质出口、第五受热工质进口和第五受热工质出口，两个所述第二透平中的所述一者的工质出口与所述第五加热工质进口连通，所述第五加热工质出口与所述冷媒泵的工质进口连通，所述第五受热
工质进口与所述第二输送装置的工质出口连通，所述第五受热工质出口与所述第二受热工质进口连通。
[0016]在一些实施例中，所述热泵储电系统还包括第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀，所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀和所述第四控制阀中的每一者具有第一阀口、第二阀口和第三阀口，所述第一阀口与所述第二阀口和所述第三阀口切换连通；所述第一控制阀的所述第一阀口与所述高温蓄热器的所述第一端口相连，所述第一控制阀的所述第二阀口与所述第三输送管的所述第二端相连；所述第二控制阀的所述第一阀口与所述高温蓄热器的所述第二端口相连，所述第二控制阀的所述第二阀口与所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种联合发电系统，其特征在于，包括：热泵储电系统，所述热泵储电系统包括高温蓄热器、低温蓄热器、压缩机、第一透平、第一输送管和第二输送管，所述第一输送管的第一端与所述压缩机的工质出口相连，所述第二输送管的第一端与所述高温蓄热器相连，所述高温蓄热器与所述第一透平的工质进口相连，所述第一透平的工质出口与所述低温蓄热器相连，所述低温蓄热器与所述压缩机的工质进口相连；和发电系统，所述发电系统包括换热器、第二透平和输送装置，所述换热器具有加热工质进口、加热工质出口、受热工质进口和受热工质出口，其中所述第一输送管的第二端与所述加热工质进口连通，所述第二输送管的第二端与所述加热工质出口连通，所述输送装置的工质出口与所述受热工质进口连通，所述第二透平的工质进口与所述受热工质出口连通。2.根据权利要求1所述的联合发电系统，其特征在于，所述热泵储电系统进一步包括第三输送管，所述高温蓄热器包括第一端口和第二端口，所述低温蓄热器包括第三端口和第四端口，所述第三输送管的第一端与所述压缩机的工质出口相连，所述第三输送管的第二端与所述第一端口相连，所述第二输送管的第二端与所述第二端口相连，所述第一端口和所述第二端口中的每一者与所述第一透平的工质进口相连，所述第三端口和所述第四端口中的每一者与所述第一透平的工质出口相连，所述第三端口和所述第四端口中的每一者与所述压缩机的工质进口相连。3.根据权利要求1所述的联合发电系统，其特征在于，所述发电系统包括朗肯循环发电系统，所述朗肯循环发电系统包括所述换热器、所述第二透平、所述输送装置和冷凝器，所述输送装置为冷媒泵，所述输送装置、所述换热器、所述第二透平和所述冷凝器依次相连且构成闭环回路。4.根据权利要求1所述的联合发电系统，其特征在于，所述发电系统包括LNG膨胀发电系统，所述LNG膨胀发电系统包括依次相连的所述输送装置、所述换热器和所述第二透平。5.根据权利要求1所述的联合发电系统，其特征在于，所述发电系统包括朗肯循环发电系统和LNG膨胀发电系统，所述换热器包括第一换热器和第二换热器，所述第二透平包括两个，所述输送装置包括冷媒泵和第二输送装置，所述第一输送管包括第一输送支管和第二输送支管，所述第二输送管包括第三输送支管和第四输送支管；所述第一换热器具有第一加热工质进口、第一加热工质出口、第一受热工质进口和第一受热工质出口，其中所述第一输送支管的第二端与所述第一加热工质进口连通，所述第三输送支管的第二端与所述第一加热工质出口连通，所述冷媒泵的工质出口与所述第一受热工质进口连通，两个所述第二透平中的一者的工质进口与所述第一受热工质出口连通；所述第二换热器具有第二加热工质进口、第二加热工质出口、第二受热工质进口和第二受热工质出口，其中所述第二输送支管的第二端与所述第二加热工质进口连通，所述第四输送支管的第二端与所述第二加热工质出口连通，所述第二输送装置的工质出口与所述第二受热工质进口连通，两个所述第二透平中的另一者的工质进口与所述第二受热工质出口连通；所述朗肯循环发电系...

【专利技术属性】
技术研发人员：张谨奕，王含，白宁，张玮，李京浩，郭霄宇，韩雨辰，赵钊，魏方舟，王绪伟，张国强，张晰朋，姜苏青，
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：新型
国别省市：