一种集成氨基储能制冷的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集成氨基储能制冷的跨临界二氧化碳储能系统及方法，系统包括氨基储能单元，热化学储能单元、氨气制冷单元以及跨临界二氧化碳储能单元；氨基储能单元包括依次连通的太阳能集热器、液氨储罐、氮气氢气储罐和空气分离器；热化学储能单元包括甲醇水混合溶液预热器和甲醇蒸气重整制氢反应器；氨气制冷单元包括冷凝器、第一节流阀、蒸发器和冷却器；将氨基储能氨气制冷技术与热化学储能技术耦合，储存生成的氮气和氢气用于制冷提供冷量，生成的二氧化碳用于熔融盐储存热量和跨临界二氧化碳储能发电，在基本不依靠外界电力的情况下实现制冷和供电；将反应生成的二氧化碳进行多次利用，极大地提高系统的储能密度和效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种集成氨基储能制冷的跨临界二氧化碳储能系统及方法


[0001]本专利技术属于储能
，具体涉及一种集成氨基储能制冷的跨临界二氧化碳储能系统及方法。

技术介绍

[0002]传统依靠燃煤发电的火力发电机组将会逐渐关停或整改，而随之新建依靠太阳能和风能等可再生能源的新能源电厂，在这种过程中，可能存在一些地区的电力供应无法满足需求导致该地区出现大规模停电的问题，这极大地影响了当地的生产和生活。
[0003]部分地区受到当地自然条件的限制，虽然具备一定的可再生资源但是无法实现大规模的可再生能源发电，在地区经济高速发展的过程中，仅靠当地的火力发电无法满足电力的供应，需要产电大省的电力传输，因此极易受到供电波动影响而引起电力短缺；目前储能技术是解决此类问题最好的方法；跨临界二氧化碳储能系统利用富余电力将二氧化碳压缩至超临界状态下储存，并在有电力需求时使储存的超压二氧化碳通过膨胀机做功发电。
[0004]上述部分地区制药产业发达并盛产海鲜水果等易腐坏产品，但是当地常年温度较高不易储存药品、海鲜和水果等产品，需要冷库以保证产品的安全。传统冷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成氨基储能制冷的跨临界二氧化碳储能系统，其特征在于，包括氨基储能单元，热化学储能单元、氨气制冷单元以及跨临界二氧化碳储能单元；氨基储能单元包括依次连通的液氨储罐(1)、预冷器(3)、氮气氢气储罐(4)和空气分离器(34)；氨气制冷单元包括依次连接的冷凝器(8)、蒸发器(10)、第一节流阀(9)、第一冷却器(11)、第二节流阀(12)，第二节流阀(12)连接液氨储罐(1)；热化学储能单元包括依次连接的甲醇水混合溶液预热器(15)、甲醇蒸气重整制氢反应器(14)、熔融盐蓄热器(31)、膨胀机和第二冷却器(33)，预冷器(3)的水侧依次连接冷凝器(8)和甲醇水混合溶液预热器(15)冷水侧；甲醇蒸气重整制氢反应器(14)的氢气出口连接氮气氢气储罐(4)，甲醇蒸气重整制氢反应器(14)的二氧化碳出口连接预热器(6)；氮气氢气储罐(4)的出气口依次连接预热器(6)和制氨反应器(7)；制氨反应器(7)的二氧化碳出口依次连接熔融盐蓄热器(31)、膨胀机、第二冷却器(33)、蓄热器(27)以及液态二氧化碳储罐(28)，制氨反应器(7)的氨气出口连接冷凝器(8)；甲醇蒸气重整制氢反应器(14)中的加热管进出口连接太阳能集热器(13)的工质进出口；甲醇水混合溶液预热器(15)冷水侧连接跨临界二氧化碳储能单元；液氨储罐(1)中反应层加热介质的出入口连接太阳能集热器(13)的工质进出口。2.根据权利要求1所述的集成氨基储能制冷的跨临界二氧化碳储能系统，其特征在于，跨临界二氧化碳储能单元包括依次连接的液态二氧化碳储罐(28)、第一压缩机(16)、第一间冷器(17)、第二压缩机(18)、第二间冷器(19)、超临界二氧化碳储罐(20)、第一再热器(22)、第一膨胀机(23)、第二再热器(24)、第二膨胀机(25)和第三冷却器(26)，第三冷却器(26)的出口依次连接蓄热器(27)热侧和液态二氧化碳储罐(28)入口，液态二氧化碳储罐(28)的出口连接蓄热器(27)的冷侧；甲醇水混合溶液预热器(15)连接冷水罐(30)，冷水罐(30)的出口分别连接第一间冷器(17)和第二间冷器(19)的冷侧，第一间冷器(17)和第二间冷器(19)的冷侧连接热水罐(29)，热水罐(29)的出口分别连接第一再热器(22)和第二再热器(24)的热侧，第一再热器(22)和第二再热器(24)的热侧出口连接冷水罐(30)。3.根据权利要求1所述的集成氨基储能制冷的跨临界二氧化碳储能系统，其特征在于，氮气氢气储罐(4)中分为氮气分储罐和氢气分储罐，其中氢气分储罐使用纤维缠绕金属内衬复合材料。4.根据权利要求1所述的集成氨基储能制冷的跨临界二氧化碳储能系统，其特征在于，熔融盐蓄热器(31)中设置高温熔融盐加热管，高温熔融盐加热管中充有导热油，高温熔融盐加热管的导热油进出口连接甲醇蒸气重整制氢反应器(14)的导热油出入口；熔融盐选择Hitec盐，工作温度区间为142℃至535℃；在Hitec盐中加入SiO2粉末。5.根据权利要求1所述的集成氨基储能制冷的跨临界二氧化碳储能系统，其特征在于，制氨反应器(7)包括换热环管(38)、反应器壳、出口换热器(39)和进口换热器(40)；反应壳有三层，从外向内分别为不锈钢外壳(37)、隔热层(36)和导热层(35)，隔热层(36)材料为硅制气凝胶，导热层(35)的材料为石英；出口换热器(39)的冷侧连接进口换热器(40)热侧并通入空气；太阳能集热器(13)与导热层(35)相连；换热环管(38)的进出口分别连接预热器(6)和熔融盐蓄热器(31)。6.根据权利要求1所述的集成氨基储能制冷的跨临界二氧化碳储能系统，其特征在于，
熔融盐蓄热器油侧高温熔融盐管式换热器(41)、高温熔融盐罐出口泵(42)、低温熔融盐储罐(43)、高温熔融盐储罐(44)、低温熔融盐储罐出口泵(45)和二氧化碳侧高温熔融盐管式换热器(46)；高温熔融盐储罐(44)和低温熔融盐储罐(43)出口入口分别与油侧高温熔融盐管式换热器(41)和二氧化碳侧高温熔融盐管...

【专利技术属性】
技术研发人员：王焕然，金鹏，张宇飞，张文龙，宋曜光，杜峻宇，王海洋，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
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