一种液态跨临界二氧化碳储能系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种液态跨临界二氧化碳储能系统及方法，该系统包括储液罐、蒸发组件、储能组件、高压储气罐、释能组件和冷凝组件；所述储液罐内存储有液态二氧化碳，所述储液罐出口依次经第一阀门、蒸发组件和储能组件连接至高压储气罐入口，所述高压储气罐出口依次经第二阀门、释能组件、冷凝组件连接至储气罐入口；该方法包括储能与释能两个阶段。本发明专利技术结构紧凑，设计合理，对热能与冷能充分利用，能够降低存储系统的规模，增加系统的灵活性，同时能还利用各种类型热源，如地热、太阳能和工业余热等增强系统发电性能。等增强系统发电性能。等增强系统发电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种液态跨临界二氧化碳储能系统及方法


[0001]本专利技术属于压缩二氧化碳
，特别涉及一种液态跨临界二氧化碳储能系统及方法。

技术介绍

[0002]压缩空气储能系统是目前发展较为成熟，可有效解决风能发电、太阳能发电稳定并网运行的一种储能技术。压缩空气储能技术先后经历的传统压缩空气储能技术、绝热压缩空气储能技术、液化压缩空气储能技术以及超临界压缩空气储能系统。但都存在效率低、储能密度小、一些系统参数难达到的缺点。
[0003]与空气相比，二氧化碳具有良好的物性特征，如易实现超临界状态(31.1℃、7.38MPa)、动力黏度低、密度大、流动和换热性能好，是一种具有较大开发潜力的储能介质。在压缩空气储能系统中使用二氧化碳代替空气作为储能介质，不仅可以提高储能系统运行储能效率，而且可以循环利用大量的二氧化碳，使压缩二氧化碳储能系统成为更具有发展前景的储能循环系统。
[0004]现有技术中，跨临界二氧化碳储能技术还存在着如下一些问题，如发电效率和储能密度还不高、跨临界二氧化碳储能技术中液态二氧化碳储罐中存在液化不充分的问题等。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液态跨临界二氧化碳储能系统，其特征在于，包括储液罐、蒸发组件、储能组件、高压储气罐、释能组件和冷凝组件；所述储液罐内存储有液态二氧化碳，所述储液罐出口依次经第一阀门、蒸发组件和储能组件连接至高压储气罐入口，所述高压储气罐出口依次经第二阀门、释能组件、冷凝组件连接至储气罐入口。2.根据权利要求1所述的一种液态跨临界二氧化碳储能系统，其特征在于，储液罐具有保温层与稳压装置，液罐内部液态二氧化碳温度维持在
‑
6℃～
‑
3℃范围内，压力维持在2.9MPa～3.3MPa范围内。3.根据权利要求1所述的一种液态跨临界二氧化碳储能系统，其特征在于，所述蒸发组件包括冷库与第一换热器，冷库内盛有足量冰水混合物，温度维持在0℃；第一换热器高温通道内工质为冷库中冰水混合物，低温通道内工质为来自储液罐的液态二氧化碳，液态二氧化碳经蒸发组件吸热变成气态二氧化碳，同时为冷库提供冷量。4.根据权利要求3所述的一种液态跨临界二氧化碳储能系统，其特征在于，所述储能组件包括至少一台连接电动机的压缩机，发电机由用电低谷时期电网富余的电能供给，富余的电能通过驱动压缩机，将低温低压二氧化碳压缩为超临界二氧化碳，将电能转化为二氧化碳内能储存。5.根据权利要求4所述的一种液态跨临界二氧化碳储能系统，其特征在于，储能组件采用多级压缩的方式，压缩机之间通过间冷器连接，所述间冷器高温通道工质为上一级压缩机出口的二氧化碳，低温通道工质为环境冷源，通过风机或者循环泵驱动低温工质流动；经压缩机压缩得到的超临界二氧化碳气体通过管道流入高压储气罐中，超临界二氧化碳气体的压力在15MPa～25MPa范围内。6.根据权利要求4所述的一种液态跨临界二氧化碳储能系统，其特征在于，所述释能组件包括回热器、预热器和透平机组；所述回热器低温通道为来自高压储气罐的超临界二氧化碳，高温通道为透平出口乏气，采用回热对乏气中热量进一步利用；所述预热器低温通道工质为经回热器加热的超临界二氧化碳，高温通道工质为热源供热单元工质；所述透平机组包括至少一台连接发电机的透平，经回热器与预热器加热的高温高压超临界二氧化碳进入透平做功，驱动发电机发电，将二氧化碳的内能转化为电能，实现低谷时期暂存电能向高峰时期电能的转化。7.根据权利要求6所述的一种液态跨临界二氧化碳储能系统，其特征在于，透平机组采用多级膨胀的方式，透平之间通过中间再热器连接；所述中间再热器低温通道工质为上一级...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢永慧，唐勃，孙磊，张荻，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：