一种利用LNG冷能的卡诺电池制造技术

本发明专利技术属于储能技术领域，特别涉及一种利用LNG冷能的卡诺电池。其技术方案为：一种利用LNG冷能的卡诺电池，包括压缩做功系统、蒸汽发电系统、低温熔盐储罐和高温熔盐储罐，压缩做功系统的输入端利用电能，压缩做功系统包括换热器，低温熔盐储罐的熔盐出口与高温熔盐储罐的熔盐进口之间连接有储热管路，储热管路穿过换热器吸收介质热量，高温熔盐储罐的熔盐出口与低温熔盐储罐的熔盐进口之间连接有放热管路，放热管路穿过蒸汽发生器对介质加热；还包括LNG管路，压缩做功系统的冷却单元和蒸汽发电系统的冷却单元均与LNG管路换热。本发明专利技术提供了一种充分利用LNG冷能的卡诺电池。供了一种充分利用LNG冷能的卡诺电池。供了一种充分利用LNG冷能的卡诺电池。

【技术实现步骤摘要】
一种利用LNG冷能的卡诺电池


[0001]本专利技术属于储能
，特别涉及一种利用LNG冷能的卡诺电池。

技术介绍

[0002]“卡诺”电池是一种低成本、不受地域限制(相对于目前常见的抽水蓄能)、且能够储存GWh电量的储能技术。鉴于在德国乃至世界范围内，随着能源系统转型的深入，波动的可再生能源在发电中所占的比例越来越大，如何保证电网稳定安全运行的问题也越来越凸显，大规模储能是解决这一问题的核心技术之一。如今和可预见的将来，电池存储太昂贵且其循环寿命太差。在燃气轮机发电厂中用碳中性合成燃料(属于化学储能的一种，储存的能量来源于可再生能源或生物质)发电虽然也是一种路线，它具有所有储能系统中最高的能量密度，但缺点是生产成本高，且它们的生产需要大量的生物质，而现在或不久的将来无法提供足够数量的生物质。
[0003]在卡诺电池中，通过使用高温热泵将多余的可再生电能转换为90℃至500℃之间的热量。这些热量廉价地存储在水(90℃)或熔融盐(约500℃)中，并在需要时通过热能过程转化为电能和热能。卡诺电池一个附加有价值的好处是，除了储存电能以外，它们还具有提供热量和制冷的能力。提供制冷的可能性对于印度和中国等国家的脱碳尤为重要。目前，熔盐卡诺电池的储电设备成本约在300元每千瓦时(储电效率最高可达70％，热电联供储能效率在95％以上)，随着利用熔盐储热的太阳能光热发电产业和技术发展，熔盐卡诺电池的储电设备成本还有很大的下降空间；而且熔盐卡诺电池的储能次数超过10000次，配备熔盐储热的商业化太阳能光热发电站一般使用年限在30～50年。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种充分利用LNG冷能的卡诺电池。
[0005]本专利技术所采用的技术方案为：
[0006]一种利用LNG冷能的卡诺电池，包括压缩做功系统、蒸汽发电系统、低温熔盐储罐和高温熔盐储罐，压缩做功系统的输入端利用电能，压缩做功系统包括换热器，低温熔盐储罐的熔盐出口与高温熔盐储罐的熔盐进口之间连接有储热管路，储热管路穿过换热器吸收介质热量，高温熔盐储罐的熔盐出口与低温熔盐储罐的熔盐进口之间连接有放热管路，放热管路穿过蒸汽发生器对介质加热；还包括LNG管路，压缩做功系统的冷却单元和蒸汽发电系统的冷却单元均与LNG管路换热。
[0007]本专利技术通过电能供给压缩做功系统并通过压缩做功系统的换热器对熔盐进行加热，实现电能向热能的转化。高温熔盐对蒸汽发电系统的蒸汽发生器中的介质加热并用于汽轮机发电。本专利技术的卡诺电池利用朗肯循环及卡诺循环，实现电能向热能转化，最后再度转化为电能。本专利技术通过压缩做功单元的换热器对低温熔盐进行加热，通过高温熔盐对蒸汽发生器中的介质加热，实现了储热调峰的目的。本专利技术的卡诺电池在实现储能的同时，可
以利用LNG的冷能，实现对LNG的气化，支持LGN向下游用户供应。
[0008]作为本专利技术的优选方案，所述压缩做功系统包括压缩机，压缩机的输入端接入电能，压缩机的出口通过管路与换热器连接，换热器的介质出口通过管路连接有膨胀机，膨胀机的介质出口通过管路连接有冷能换热器，冷能换热器的出口通过管路与压缩机的进口连接。介质经压缩机压缩后，经换热器对低温熔盐进行加热，从而通过熔盐储存热量。介质进入膨胀机对外界做功，且做功后的介质经冷能换热器降温后回到压缩机，形成介质回路。
[0009]作为本专利技术的优选方案，所述LNG管路穿过冷能换热器与介质换热。冷能换热器充分利用LNG的冷能对压缩做功系统的介质进行降温，并实现对LNG的气化。
[0010]作为本专利技术的优选方案，所述换热器与膨胀机之间的管路上设置有热泵回收器，冷能换热器与压缩机之间的管路经过热泵回收器。在热泵回收器中，高温介质与低温介质进行换热。
[0011]作为本专利技术的优选方案，所述储热管路上还连接有电加热器。电加热器也可以实现对电能向熔盐储热的利用。
[0012]作为本专利技术的优选方案，所述压缩做功系统中的介质为空气。
[0013]作为本专利技术的优选方案，所述蒸汽发电系统包括给水泵，给水泵的出口通过管路与蒸汽发生器连接，蒸汽发生器的蒸汽出口通过管路连接有汽轮发电机，汽轮发电机的介质出口通过管路连接有蒸汽冷却器，蒸汽冷却器的介质出口通过管道与给水泵连接。水泵将水泵入蒸汽发生器，高温熔盐对蒸汽发生器中的水进行加热并产生蒸汽，蒸汽通入汽轮发电机发电。汽轮发电机排出的蒸汽进入蒸汽冷却器进行冷却，冷却水回到给水泵中。
[0014]作为本专利技术的优选方案，所述LNG管路穿过蒸汽冷却器与介质换热。蒸汽冷却器充分利用LNG的冷能对蒸汽发电系统的介质进行降温，并实现对LNG的气化。
[0015]作为本专利技术的优选方案，所述给水泵与蒸汽发生器之间的管路上设置有热机回收器，汽轮发电机与蒸汽冷却器之间的管路经过热机回收器。在热机回收器中，汽轮发电机排出的蒸汽能对给水泵送出的水进行加热，提高了蒸汽热能的利用率。
[0016]本专利技术的有益效果为：
[0017]本专利技术通过电能供给压缩做功系统并通过压缩做功系统的换热器对熔盐进行加热，实现电能向热能的转化。高温熔盐对蒸汽发电系统的蒸汽发生器中的介质加热并用于汽轮机发电。本专利技术的卡诺电池利用朗肯循环及卡诺循环，实现电能向热能转化，最后再度转化为电能。本专利技术的卡诺电池在实现储能的同时，可以利用LNG的冷能，实现对LNG的气化，支持LGN向下游用户供应。
附图说明
[0018]图1是本专利技术的结构示意图。
[0019]图中：1
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LNG出口；2
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LNG入口；3
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压缩机；4
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电加热器；5
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低温熔盐储罐；6
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高温熔盐储罐；7
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换热器；8
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热泵回收器；9
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膨胀机；10
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冷能换热器；11
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给水泵；12
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蒸汽冷却器；13
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热机回收器；14
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蒸汽发生器；15
‑
汽轮发电机。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例
中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0021]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0022]如图1所示，本实施例的利用LNG冷能的卡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用LNG冷能的卡诺电池，其特征在于：包括压缩做功系统、蒸汽发电系统、低温熔盐储罐(5)和高温熔盐储罐(6)，压缩做功系统的输入端利用电能，压缩做功系统包括换热器(7)，低温熔盐储罐(5)的熔盐出口与高温熔盐储罐(6)的熔盐进口之间连接有储热管路，储热管路穿过换热器(7)吸收介质热量，高温熔盐储罐(6)的熔盐出口与低温熔盐储罐(5)的熔盐进口之间连接有放热管路，放热管路穿过蒸汽发生器(14)对介质加热；还包括LNG管路，压缩做功系统的冷却单元和蒸汽发电系统的冷却单元均与LNG管路换热。2.根据权利要求1所述的一种利用LNG冷能的卡诺电池，其特征在于：所述压缩做功系统包括压缩机(3)，压缩机(3)的输入端接入电能，压缩机(3)的出口通过管路与换热器(7)连接，换热器(7)的介质出口通过管路连接有膨胀机(9)，膨胀机(9)的介质出口通过管路连接有冷能换热器(10)，冷能换热器(10)的出口通过管路与压缩机(3)的进口连接。3.根据权利要求3所述的一种利用LNG冷能的卡诺电池，其特征在于：所述LNG管路穿过冷能换热器(10)与介质换热。4.根据权利要求2所述的一种利用LNG冷能的卡诺电池，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓良才，王文博，徐勇刚，罗冲，崔云威，
申请(专利权)人：中国成达工程有限公司，
类型：发明
国别省市：