一种利用工业余热的冷热能储存再利用方法，包括以下步骤：在储热能过程中具体方法如下：工厂余热受驱动地流入工业余热吸收换热器释放热能；蓄热流体流入工业余热吸收换热器吸收热能至高温状态，高温状态的蓄热流体受驱动地流入蓄热模块；在储冷能过程中具体方法如下：常流动工质流入制冷压缩机构进行压缩，在压缩过程中通过排散换热机构进行换热；工质流入制冷膨胀机组膨胀至低温常压状态，随后该流动工质进入冷能吸收换热器释放冷能；流动工质流入冷能吸收换热器中吸收冷能，流动工质沿流入低温填充床与固体颗粒蓄冷介质进行热交换，以完成蓄冷工作。通过上述结构可以解决现有技术中的电力储能技术对工业余热利用不足，以及利用效率低的问题。利用效率低的问题。利用效率低的问题。
【技术实现步骤摘要】
利用工业余热的冷热能储存再利用方法及储能发电系统
[0001]本专利技术涉及热泵储电储能以及能量再利用
，具体涉及一种利用工业余热的冷热能储存再利用方法及储能发电系统。
技术介绍
[0002]工业余热利用是节能减排的重要环节。当前中高温余热利用技术普及率不高，低温余热未被利用是我国余热利用率低的原因之一。对钢铁、水泥、玻璃、合成氨、烧碱、电石、硫酸行业余热资源的调查分析结果显示，上述工业行业余热资源量丰富，约占这7个工业行业能源消费总量的1/3。综合考虑行业现状与发展趋势，这7个工业行业余热资源总量高达3.4亿吨标准煤。
[0003]现有技术中的工业余热利用方法难以高效率地通过储电技术将工业余热回收利用，所以本领域技术人员需要一种高效率的利用工业余热利用方法及其设备。
技术实现思路
[0004]本专利技术旨在提供一种利用工业余热的冷热能储存再利用方法及储能发电系统，以解决现有技术中的电力储能技术对工业余热利用不足，以及利用效率低的问题。为此，本专利技术提供一种利用工业余热的冷热能储存再利用方法，包括以下步骤：
[0005]在储热能过程中，工业余热产生热能，启动吸热储热系统对热能进行吸收和存储，具体方法如下：
[0006]工厂余热受驱动地流入工业余热吸收换热器释放热能；蓄热流体受驱动地流入所述工业余热吸收换热器吸收热能至高温状态，高温状态的所述蓄热流体受驱动地流入蓄热模块，以完成蓄热工作；
[0007]在储冷能过程中，启动热泵制冷回路，将电能转化为冷能存储，具体方法如下：
[0008]常温常压的流动工质流入制冷压缩机构进行压缩，在压缩过程中通过排散换热机构进行换热以将压缩热排散到环境中；
[0009]经过所述排散换热机构的流动工质为常温、中高压状态；常温、中高压状态的所述流动工质流入制冷膨胀机组膨胀至低温常压状态，随后该流动工质进入冷能吸收换热器释放冷能；
[0010]流动工质受驱动地流入冷能吸收换热器中吸收冷能至低温常压状态，低温的所述流动工质沿流入低温填充床与该低温填充床中的固体颗粒蓄冷介质进行热交换，以将冷能存储在低温填充床内，以完成蓄冷工作。
[0011]可选的，在储热过程中，经过所述工业余热吸收换热器的工厂侧流体，受驱动地沿管路再次进入工厂；和/或，
[0012]在储冷过程中，从所述冷能吸收换热器流出的常温常压气体再次流入所述制冷压缩机构进行压缩，以将电能转化为高品位冷能；
[0013]在储冷过程中，完成换热过程的流动工质从所述低温填充床中流出，该常温常压
气体状态的流动工质受驱动地重新参与循环。
[0014]可选的，所述蓄热模块为列阵结构，包括至少两个蓄热填充床。
[0015]可选的，所述蓄热模块包括：温度区间为大于600℃的第一蓄热填充床、温度区间为400℃至600℃的第二蓄热填充床、温度区间为200℃至400℃的第三蓄热填充床，以及温度区间为小于200℃的第四蓄热填充床；
[0016]经所述工业余热吸收换热器流出的蓄热流体被测温装置测温后，受驱动地流入与该蓄热流体温度相适配的蓄热填充床内，将热能储存在该蓄热填充床内后再流入所述工业余热吸收换热器。
[0017]可选的，在释能过程中，启动冷热能热机发电回路，将存储的热能和冷能转化为电能释放，具体方法如下：
[0018]常温常压的气体工质流入低温填充床吸收存储在该低温填充床内的低温冷能转换至低温常压状态后，低温常压状态的该气体工质流入压缩机组压缩至常温、中高压状态；
[0019]该常温、中高压状态的所述气体工质流入第一余热排散换热器将不可逆的损失排散到环境中，以使所述气体工质达到室温、中高压状态；
[0020]该室温、中高压状态的所述气体工质流入所述蓄热模块吸收热能；经所述蓄热模块流出的高温、中高压状态的所述气体工质流入膨胀机组膨胀做功；
[0021]所述膨胀机组分别与所述压缩机组和所述发电单元传动相连，以带动发电单元将动能转化为电能释放。
[0022]可选的，经过所述膨胀机组膨胀做功后的流动工质达到常温常压状态，流入第二余热排散换热器将余热排散；且常温常压状态的所述气体工质再次进入所述低温填充床吸收冷能，反复循环以将冷热能转化为电能释放。
[0023]一种储能发电系统，包括：
[0024]冷热能热机发电回路，包括：低温填充床、压缩机组、第一余热排散换热器、蓄热模块、膨胀机组、发电单元，以及第二余热排散换热器；
[0025]工业余热回收回路，包括：工业余热吸收换热器、工厂侧流体驱动装置；
[0026]热泵制冷回路，包括：制冷驱动单元、制冷膨胀机组、冷能吸收换热器、制冷压缩机构，以及排散换热机构；
[0027]蓄冷回路，包括：蓄冷循环风机、低温填充床，以及与所述热泵制冷回路共用的冷能吸收换热器。
[0028]储能发电系统，还包括：
[0029]阵列化蓄热模块，包括：蓄热模块、三通阀门、测温装置、工业余热吸收换热器，以及蓄热循环风机；所述阵列化蓄热模块与所述冷热能热机发电回路共用所述蓄热模块；所述阵列化蓄热模块与所述工业余热回收回路共用所述工业余热吸收换热器。
[0030]可选的，所述制冷压缩机构包括：第一级制冷压缩机组、第二级制冷压缩机组和第三级制冷压缩机组；
[0031]所述排散换热机构包括：第一排散换热器、第二排散换热器和第三排散换热器；所述第一级制冷压缩机组与第一排散换热器串联、所述第二级制冷压缩机组与第二排散换热器串联、所述第三级制冷压缩机组与第三排散换热器串联，用于将所述制冷压缩机构产生的压缩热排散到环境中。
[0032]可选的，在所述热泵制冷系统、所述蓄冷回路、所述冷热能热机发电回路，以及所述阵列化蓄热模块中流动工质为氩气或者空气或者氮气或者氦气中的一种或多种。其中，所述蓄冷回路、所述冷热能热机发电回路，以及所述阵列化蓄热模块三者中的气体工质需为同一种。所述热泵制冷系统的气体工质可以与上述回路相同或不同。
[0033]所述工业余热回收回路中流动介质为硝酸钾或者硝酸钙或者硝酸钠或者亚硝酸钠或者硝酸锂或者氯盐或者氟盐或者导热油或者压缩气体或者液态金属或者水中的一种或多种组成，或为气体的一种或多种组成，例如：空气、氮气、氩气、氦气等。使用熔盐时需要注意回路中流动工质的温度不低于该流动工质的凝固点。
[0034]可选的，所述蓄热填充床为圆柱体结构或球体结构或长方体结构；和/或，
[0035]所述蓄热填充床内的固体介质为岩石、沙石、金属颗粒、固体砖等材料中的一种或为至少两种材料的组合物。
[0036]可选的，所述制冷驱动单元为驱动电机；所述驱动电机采用电站低谷电、核电、风电、太阳能发电、水电或者潮汐发电中的一种或多种为电力源；和/或，
[0037]制冷压缩机构和冷热能热机发电回路中的压缩机组二者总压比为3至20之间；所述制冷压缩机构具有多台压缩机时，多台压缩机为共轴串联形式或者分轴并联形式相连。在并联形式本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用工业余热的冷热能储存再利用方法，其特征在于，包括以下步骤：在储热能过程中，工业余热产生热能，启动吸热储热系统对热能进行吸收和存储，具体方法如下：工厂余热受驱动地流入工业余热吸收换热器(21)释放热能；蓄热流体受驱动地流入所述工业余热吸收换热器(21)吸收热能至高温状态，高温状态的所述蓄热流体受驱动地流入蓄热模块，以完成蓄热工作；在储冷能过程中，启动热泵制冷回路，将电能转化为冷能存储，具体方法如下：常温常压的流动工质流入制冷压缩机构进行压缩，在压缩过程中通过排散换热机构进行换热以将压缩热排散到环境中；经过所述排散换热机构的流动工质为常温、中高压状态；常温、中高压状态的所述流动工质流入制冷膨胀机组(12)膨胀至低温常压状态，随后该流动工质进入冷能吸收换热器(13)释放冷能；流动工质受驱动地流入冷能吸收换热器(13)中吸收冷能至低温常压状态，低温的所述流动工质沿流入低温填充床(1)与该低温填充床(1)中的固体颗粒蓄冷介质进行热交换，以将冷能存储在低温填充床(1)内，以完成蓄冷工作。2.根据权利要求1所述的利用工业余热的冷热能储存再利用方法，其特征在于，在储热过程中，经过所述工业余热吸收换热器(21)的工厂侧流体，受驱动地沿管路再次进入工厂；和/或，在储冷过程中，从所述冷能吸收换热器(13)流出的常温常压气体再次流入所述制冷压缩机构进行压缩，以将电能转化为高品位冷能；在储冷过程中，完成换热过程的流动工质从所述低温填充床(1)中流出，该常温常压气体状态的流动工质流入受驱动地重新参与循环。3.根据权利要求1所述的利用工业余热的冷热能储存再利用方法，其特征在于，所述蓄热模块为列阵结构，包括至少两个蓄热填充床。4.根据权利要求3所述的利用工业余热的冷热能储存再利用方法，其特征在于，所述蓄热模块包括：温度区间为大于600℃的第一蓄热填充床(7)、温度区间为400℃至600℃的第二蓄热填充床(6)、温度区间为200℃至400℃的第三蓄热填充床(5)，以及温度区间为小于200℃的第四蓄热填充床；经所述工业余热吸收换热器(21)流出的蓄热流体被测温装置(20)测温后，受驱动地流入与该蓄热流体温度相适配的蓄热填充床内，将热能储存在该蓄热填充床内后再流入所述工业余热吸收换热器(21)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的利用工业余热的冷热能储存再利用方法，其特征在于，在释能过程中，启动冷热能热机发电回路，将存储的热能和冷能转化为电能释放，具体方法如下：常温常压的气体工质流入低温填充床(1)吸收存储在该低温填充床(1)内的低温冷能转换至低温常压状态后，低温...
【专利技术属性】
技术研发人员：王亮，张涵，陈海生，彭珑，凌浩恕，张双，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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