基于液化天然气的冷能利用的二氧化碳捕集储能调峰系统技术方案

本发明专利技术涉及储能技术领域，提供一种基于液化天然气的冷能利用的二氧化碳捕集储能调峰系统。本发明专利技术的系统，包括：液态二氧化碳储能和释能装置；二氧化碳捕集装置；第一换热器，具有第一换热通道和第二换热通道，二氧化碳捕集装置的出口通过第一换热通道连通液态二氧化碳储能和释能装置的入口，第一换热器用于液化二氧化碳捕集装置的出口流出的二氧化碳；第一发电机，连接液态二氧化碳储能和释能装置；液化天然气储罐，具有液化天然气出气口，液化天然气出气口连通第二换热通道，用于向第一换热器提供冷量。用以解决现有技术中二氧化碳主要是以气态或超临界态形式储存能量，存在储能密度低，并且液化天然气的冷能利用率低的技术问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
基于液化天然气的冷能利用的二氧化碳捕集储能调峰系统


[0001]本专利技术涉及储能
，尤其涉及一种基于液化天然气的冷能利用的二氧化碳捕集储能调峰系统。

技术介绍

[0002]当前，能源紧缺和环境污染日益严重，大力开发可再生能源已成为解决能源紧缺和环境污染问题的重要手段。近年来，风力发电和光伏发电等得到了飞速发展，在一定程度上减少了传统化石能源的应用，但可再生能源发电具有明显的波动性、周期性和不确定性等不利因素，其大规模并网还存在一定挑战。在此背景下，开发规模化高效储能系统已成为学界和社会的重要共识。当前主要的储能技术有抽水蓄能、压缩空气储能和电池储能等，抽水蓄能依赖于地理环境，难以大规模推广应用；压缩空气储能则存在储能密度低和压缩热损失大等劣势；电池储能寿命较短，对环境可能造成不利影响，且存在安全隐患。因此，积极开发新型储能技术或对现有储能系统进行升级改造意义重大。
[0003]随着人们环保意识的增强，二氧化碳再次活跃于大众视野，以二氧化碳为制冷工质的跨临界二氧化碳制冷系统目前已有较多应用，同时有学者提出二氧化碳储能系统，相关研究表明以二氧化碳为储能工质的系统具有储能密度大、占地面积小和成本较低等优势，但现有技术中二氧化碳主要是以气态或超临界态形式储存能量，存在储能密度低的技术问题，影响储能效率。
[0004]与此同时，天然气作为清洁能源在能源消耗中的比重稳步上升，尤其是随着天然气液化技术的改善及液化天然气运输成本的降低，近年来得到了广泛的应用与关注，但现有技术中液化天然气的高品位冷能尚难以得到充分利用，存在能量浪费严重甚至造成污染等问题。
[0005]有鉴于此，亟需一种基于液化天然气的冷能利用的二氧化碳捕集储能调峰系统。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种基于液化天然气的冷能利用的二氧化碳捕集储能调峰系统，用以解决现有技术中二氧化碳主要是以气态或超临界态形式储存能量，存在储能密度低，并且液化天然气的冷能利用率低的技术问题。
[0007]本专利技术提供一种基于液化天然气的冷能利用的二氧化碳捕集储能调峰系统，包括：液态二氧化碳储能和释能装置；二氧化碳捕集装置；第一换热器，具有第一换热通道和第二换热通道，二氧化碳捕集装置的出口通过第一换热通道连通液态二氧化碳储能和释能装置的入口，第一换热器用于液化二氧化碳捕集装置的出口流出的二氧化碳；第一发电机，连接液态二氧化碳储能和释能装置；液化天然气储罐，具有液化天然气出气口，液化天然气出气口连通第二换热通道，用于向第一换热器提供冷量。
[0008]在本专利技术的实施方式中，液态二氧化碳储能和释能装置包括依次连通的第一液态二氧化碳储罐、至少一个压缩机、第二液态二氧化碳储罐和第一膨胀机，第一膨胀机的出口
连通第一液态二氧化碳储罐的回流口，以形成供二氧化碳流动的第一循环回路，液态二氧化碳储能和释能装置还包括第一节流阀、至少一个冷却器和第二节流阀，第一节流阀设置于第一液态二氧化碳储罐和压缩机之间，至少一个冷却器设置于压缩机和第二液态二氧化碳储罐之间，第二节流阀设置于第二液态二氧化碳储罐的出口和第一膨胀机的入口之间，第一发电机连接第一膨胀机的输出轴。
[0009]在本专利技术的实施方式中，液态二氧化碳储能和释能装置还包括第二换热器，具有第三换热通道和第四换热通道，第一膨胀机依次通过第三换热通道连通第一液态二氧化碳储罐，液化天然气出气口还连通第四换热通道。
[0010]在本专利技术的实施方式中，液态二氧化碳储能和释能装置还包括第二膨胀机和第二发电机；第二换热通道的出口和第四换热通道的出口连通第二膨胀机的入口，第二膨胀机的输出轴连接第二发电机，以带动第二发电机产生电能。
[0011]在本专利技术的实施方式中，液态二氧化碳储能和释能装置还包括至少一个二氧化碳加热器，设置于第二液态二氧化碳储罐和第一膨胀机之间。
[0012]在本专利技术的实施方式中，液态二氧化碳储能和释能装置还包括蓄热罐和蓄冷罐，冷却器具有第五换热通道和第六换热通道，二氧化碳加热器具有第七换热通道和第八换热通道；压缩机通过第五换热通道连通第二液态二氧化碳储罐；第六换热通道、蓄热罐、第七换热通道和蓄冷罐依次连通以形成供导热介质流动的第二循环回路；第二液态二氧化碳储罐通过第八换热通道连通第一膨胀机。
[0013]在本专利技术的实施方式中，液态二氧化碳储能和释能装置还包括至少一个第三膨胀机，设置于至少一个二氧化碳加热器和第一膨胀机之间。
[0014]在本专利技术的实施方式中，压缩机、冷却器、第三膨胀机和二氧化碳加热器为多个；两两相邻的压缩机之间设有一个冷却器；两两相邻的二氧化碳加热器之间设有一个第三膨胀机。
[0015]在本专利技术的实施方式中，液态二氧化碳储能和释能装置还包括蓄冷换热器，包括相连的蒸发件和冷凝件，第一液态二氧化碳储罐、第一节流阀、蒸发件和压缩机依次连通，蒸发件用于使二氧化碳吸热汽化，冷凝件设置于第一膨胀机和第一换热器之间，用于使二氧化碳放热液化。
[0016]在本专利技术的实施方式中，二氧化碳捕集装置包括：空气压缩结构；吸收塔，空气压缩结构的空气出口连通吸收塔的气体入口；贫液富液换热器，具有贫液室和富液室，吸收塔的富液出口连通富液室的入口；再生塔，富液室的出口连通再生塔的富液入口，再生塔的贫液出口连通贫液室的入口；二氧化碳压缩结构，二氧化碳压缩结构的入口连通再生塔的二氧化碳出口，二氧化碳压缩结构的出口通过第一换热通道连通液态二氧化碳储能和释能装置的入口。
[0017]本专利技术提供的基于液化天然气的冷能利用的二氧化碳捕集储能调峰系统，利用液化天然气储罐向第一换热器提供冷量，当液化天然气流经第二换热通道时，能液化第一换热通道内的二氧化碳，由此，使二氧化碳捕集装置捕集到的二氧化碳能以液态的形式供应至液态二氧化碳储能和释能装置，与现有技术相比，液态形式的二氧化碳储存于液态二氧化碳储能和释能装置，能较大限度的提高储能密度和安全性，提高储能效率，减少占地面积，解决现有技术中二氧化碳主要是以气态或超临界态形式储存能量，存在储能密度低，并
且液化天然气的冷能利用率低的技术问题，并通过与第一发电机的配合，利用液化天然气的冷能，捕集二氧化碳并进行储能调峰。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本专利技术的基于液化天然气的冷能利用的二氧化碳捕集储能调峰系统的示意图。
[0020]附图标记：
[0021]1、液态二氧化碳储能和释能装置；101、第一液态二氧化碳储罐；102、压缩机；103、第二液态二氧化碳储罐；104、第一膨胀机；105、第一节流阀；106、冷却器；107、第二节流阀；108、第二换热器；109、第二膨胀机；110、第二发电机；111、二氧化碳加热器；112、蓄热罐；1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于液化天然气的冷能利用的二氧化碳捕集储能调峰系统，其特征在于，包括：液态二氧化碳储能和释能装置(1)；二氧化碳捕集装置(2)；第一换热器(3)，具有第一换热通道和第二换热通道，所述二氧化碳捕集装置(2)的出口通过所述第一换热通道连通所述液态二氧化碳储能和释能装置(1)的入口，所述第一换热器(3)用于液化所述二氧化碳捕集装置(2)的出口流出的二氧化碳；第一发电机(4)，连接所述液态二氧化碳储能和释能装置(1)；液化天然气储罐(5)，具有液化天然气出气口，所述液化天然气出气口连通所述第二换热通道，用于向所述第一换热器(3)提供冷量。2.根据权利要求1所述的基于液化天然气的冷能利用的二氧化碳捕集储能调峰系统，其特征在于，所述液态二氧化碳储能和释能装置(1)包括依次连通的第一液态二氧化碳储罐(101)、至少一个压缩机(102)、第二液态二氧化碳储罐(103)和第一膨胀机(104)，所述第一膨胀机(104)的出口连通所述第一液态二氧化碳储罐(101)的回流口，以形成供所述二氧化碳流动的第一循环回路，所述液态二氧化碳储能和释能装置(1)还包括第一节流阀(105)、至少一个冷却器(106)和第二节流阀(107)，所述第一节流阀(105)设置于所述第一液态二氧化碳储罐(101)和所述压缩机(102)之间，至少一个所述冷却器(106)设置于所述压缩机(102)和所述第二液态二氧化碳储罐(103)之间，所述第二节流阀(107)设置于所述第二液态二氧化碳储罐(103)的出口和所述第一膨胀机(104)的入口之间，所述第一发电机(4)连接所述第一膨胀机(104)的输出轴。3.根据权利要求2所述的基于液化天然气的冷能利用的二氧化碳捕集储能调峰系统，其特征在于，所述液态二氧化碳储能和释能装置(1)还包括第二换热器(108)，具有第三换热通道和第四换热通道，所述第一膨胀机(104)依次通过所述第三换热通道连通所述第一液态二氧化碳储罐(101)，所述液化天然气出气口还连通所述第四换热通道。4.根据权利要求3所述的基于液化天然气的冷能利用的二氧化碳捕集储能调峰系统，其特征在于，所述液态二氧化碳储能和释能装置(1)还包括第二膨胀机(109)和第二发电机(110)；所述第二换热通道的出口和所述第四换热通道的出口连通所述第二膨胀机(109)的入口，所述第二膨胀机(109)的输出轴连接所述第二发电机(110)，以带动所述第二发电机(110)产生电能。5.根据权利要求4所述的基于液化天然气的冷能利用的二氧化碳捕集储能调峰系统，其特征在于，所述液态二氧化碳储能和释能装置(1)还包括至少一个二氧化碳加热器(111)，设置于所述第二液态二氧化碳储罐(103)...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑平洋，张家俊，郝佳豪，于泽，越云凯，乃比江，
申请(专利权)人：长沙博睿鼎能动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：