热泵储电双循环发电系统技术方案

本申请提出了一种热泵储电双循环发电系统，包括热泵储电装置和朗肯循环发电装置，其中，热泵储电装置包括压缩机、储热罐、透平和储冷罐，朗肯循环发电装置包括余热回收器；当热泵储电装置处于储能阶段时，压缩机、储热罐、透平和储冷罐依次串联，形成第一循环回路；当热泵储电装置处于发电阶段时，压缩机、余热回收器、储热罐、透平和储冷罐依次串联，形成第二循环回路；余热回收器，用于将热泵储电装置产生的余热提供至朗肯循环发电装置。本申请的热泵储电双循环发电系统，降低热泵储电装置由于正逆循环的不可逆损失导致的储热量和储冷量的不匹配，增加发电量，提升能源品位，发电系统灵活性，节省成本，提高循环效率以及能量转换总效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
热泵储电双循环发电系统


[0001]本申请涉及储能
，尤其涉及一种热泵储电双循环发电系统。

技术介绍

[0002]现有的储能发电技术主要包括两个阶段：一是储能阶段，将电能、太阳能等能源转换成热能，再将热量进行储存；二是发电供热阶段，利用换热技术向热用户释放热量，释放热量的形式包括供应蒸汽、通过供应蒸汽来推动汽轮机发电、供热等多种形式。该技术可适用于光热电站储热、弃风弃光等可再生能源电量消纳、火电厂调峰、低谷电利用等储能系统，起到移峰填谷、平衡热能供求的作用。专利CN201810180017.8提供了一种热泵式交替储能供电方法及装置，包括储能供热模式和供电供热模式，通过两套蓄热系统分别在储能供热和供电供热模式下交替储能与释能，达到储能与供电的作用。但是，该技术方案为开式循环，不能适用于所有循环工质如氦气、氩气等气体。由于系统各项损失类因素导致放电(释能)和充电(储能)过程的不可逆，导致系统熵增和多余热量的产生，这些多余热量将作为废热排出系统，从而降低了系统循环效率。并且该技术方案没有考虑由于不可逆损失导致的储热和储冷量的不匹配问题，导致系统循环效率降低。

技术实现思路

[0003]本申请的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。
[0004]为此，本申请的第一个目的在于提出一种热泵储电双循环发电系统，能够降低热泵储电装置由于正逆循环的不可逆损失导致的储热量和储冷量的不匹配，增加发电量，提升能源品位，发电系统灵活性，节省成本，提高循环效率以及能量转换总效率。
[0005]为了实现上述目的，本申请第一方面实施例提出一种热泵储电双循环发电系统，包括热泵储电装置和朗肯循环发电装置，其中，所述热泵储电装置包括压缩机、储热罐、透平和储冷罐，所述朗肯循环发电装置包括余热回收器；当所述热泵储电装置处于储能阶段时，所述压缩机、所述储热罐、所述透平和所述储冷罐依次串联，形成第一循环回路；当所述热泵储电装置处于发电阶段时，所述压缩机、所述余热回收器、所述储热罐、所述透平和所述储冷罐依次串联，形成第二循环回路；所述余热回收器，用于将所述热泵储电装置产生的余热提供至所述朗肯循环发电装置。
[0006]可选的，所述热泵储电装置还包括第一发电机，所述第一发电机与所述透平相连。
[0007]可选的，所述热泵储电装置还包括第一阀门和第一三向阀，所述第一阀门分别与所述压缩机、所述第一三向阀相连；所述第一三向阀分别与所述第一阀门、所述储热罐的上端、所述透平相连。
[0008]可选的，所述热泵储电装置还包括第二阀门、第二三向阀、第三三向阀和第四三向阀，所述第二阀门分别与所述压缩机、所述余热回收器相连；所述第二三向阀分别与所述余热回收器、所述储热罐的下端、所述透平相连；所述第三三向阀分别与所述压缩机、所述储冷罐的上端、所述透平相连；所述第四三向阀分别与所述压缩机、所述储冷罐的下端、所述
透平相连。
[0009]可选的，所述朗肯循环发电装置还包括泵、冷凝器、汽轮机，所述余热回收器、所述泵、所述冷凝器、所述汽轮机、所述储热罐依次串联，形成第三循环回路。
[0010]可选的，所述朗肯循环发电装置还包括冷却塔，所述冷却塔与所述冷凝器相连。
[0011]可选的，所述朗肯循环发电装置还包括第二发电机，所述第二发电机与所述汽轮机相连。
[0012]可选的，所述朗肯循环发电装置还包括第三阀门，所述第三阀门分别与所述汽轮机、所述储热罐的上端相连。
[0013]可选的，所述朗肯循环发电装置还包括第四阀门，所述第四阀门分别与所述余热回收器、所述储热罐的下端相连。
[0014]本申请的热泵储电双循环发电系统，朗肯循环发电装置回收利用了热泵储电装置的中低温余热，并利用储热罐内存储的热量作为蒸发热源，降低了热泵储电装置由于正逆循环的不可逆损失导致的储热量和储冷量的不匹配，增加发电量，提升能源品位，发电系统灵活性，节省成本，提高循环效率以及能量转换总效率。
[0015]本申请附加的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
[0016]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0017]图1为本申请一个实施例的热泵储电双循环发电系统的第一结构示意图；
[0018]图2为本申请一个实施例的热泵储电双循环发电系统的第二结构示意图；
[0019]图3为本申请另一个实施例的热泵储电双循环发电系统的结构示意图；
[0020]图4为本申请又一个实施例的热泵储电双循环发电系统的结构示意图；
[0021]图5为本申请再一个实施例的热泵储电双循环发电系统的结构示意图；
[0022]图6为本申请一个具体实施例的热泵储电双循环发电系统的结构示意图；
[0023]图7为本申请另一个具体实施例的热泵储电双循环发电系统的结构示意图；
[0024]图8为本申请又一个具体实施例的热泵储电双循环发电系统的结构示意图；
[0025]图9为本申请再一个具体实施例的热泵储电双循环发电系统的结构示意图。
具体实施方式
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0027]以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
[0028]本申请提供了一种具有耐火材料的储热罐和储冷罐的热泵储电双循环发电系统，包括基于正逆布雷顿循环的热泵储电装置，利用中低温余热、储热罐在储能阶段存储的高温热量作为热源来驱动朗肯循环发电装置进行发电，降低热泵储电装置由于正逆循环的不可逆损失导致的储热量和储冷量的不匹配。双循环联合发电系统，能够实现余热利用，提高
能量转换效率，增加发电量，提升能源品位，发电系统灵活性、安全性和经济性。同时，朗肯循环发电装置可利用现有火电厂、冶金厂、化工厂、舰船动力装置等已有设备，节省成本，提高系统效率和灵活性。
[0029]本申请的热泵储电双循环发电系统普遍适用于电源侧储能、电网侧储能、用户侧储能等领域。该热泵储电双循环发电系统应用于电源侧储能时，主要包括应用于新能源发电、提供调峰调频等辅助服务、火电灵活性改造等，包括平抑风电或光伏发电等不稳定性和间歇性、实现可再生能源电力稳定输出和消纳；为发电机组提供调峰调频等辅助服务；提升火电机组灵活性，增加调峰深度和提升自动发电控制的调频性能；常规电力系统削峰填谷，提高区域能源系统效率和安全性。应用于电网侧储能时，主要包括调峰调频、黑启动、缓解输配电阻塞及延缓输配电设备投资、提高供电可靠性等。应用于用户侧储能时，主要包括基于峰谷电价的谷电利用、降低用电成本、提高用户侧电能可靠性等。
[0030]下面参考附图描述本申请实施例的热泵储电双循环发电系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热泵储电双循环发电系统，其特征在于，包括热泵储电装置和朗肯循环发电装置，其中，所述热泵储电装置包括压缩机、储热罐、透平和储冷罐，所述朗肯循环发电装置包括余热回收器；当所述热泵储电装置处于储能阶段时，所述压缩机、所述储热罐、所述透平和所述储冷罐依次串联，形成第一循环回路；当所述热泵储电装置处于发电阶段时，所述压缩机、所述余热回收器、所述储热罐、所述透平和所述储冷罐依次串联，形成第二循环回路；所述余热回收器，用于将所述热泵储电装置产生的余热提供至所述朗肯循环发电装置。2.如权利要求1所述的热泵储电双循环发电系统，其特征在于，所述热泵储电装置还包括电动机，所述电动机与所述压缩机相连。3.如权利要求1所述的热泵储电双循环发电系统，其特征在于，所述热泵储电装置还包括第一发电机，所述第一发电机与所述透平相连。4.如权利要求1所述的热泵储电双循环发电系统，其特征在于，所述热泵储电装置还包括第一阀门和第一三向阀，所述第一阀门分别与所述压缩机、所述第一三向阀相连；所述第一三向阀分别与所述第一阀门、所述储热罐的上端、所述透平相连。5.如权利要求1所述的热泵储电双循环发电系统，其特征在于，所述热泵储电装置还包括第二阀门、第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：张谨奕，王含，白宁，郭霄宇，张蔚琦，韩雨辰，张玮，李京浩，赵钊，张国强，董博，王绪伟，兰昊，牛明宇，
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：