二氧化碳气液两相储能系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种二氧化碳气液两相储能系统及其控制方法。该储能系统包括依次闭环连接的储液罐、释能组件、储气库和储能组件，还包括有机朗肯循环发电组件；所述二氧化碳气液两相储能系统被配置为，在非额定工况下工作时，流经所述储能组件并吸热后的储热介质能够导入所述有机朗肯循环发电组件；和/或被配置为，在额定工况下工作时，流经所述储能组件并吸热后的储热介质能够导入所述有机朗肯循环发电组件；所述有机朗肯循环发电组件用于，吸收导入的所述储热介质的热量并发电。该储能系统能够对低品位热量进行利用，进而提高发电效率。进而提高发电效率。进而提高发电效率。

【技术实现步骤摘要】
二氧化碳气液两相储能系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及储能
，具体而言，涉及一种二氧化碳气液两相储能系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]储能技术的应用能够在很大程度上解决新能源发电的波动性与间歇性等弊端，有效地解决了移峰填谷的难题，近年来受到越来越多的重视。其中，二氧化碳气液两相储能技术由于结构简单、布置灵活、储能效率较高等优势逐渐引起了广泛的关注。
[0003]然而，二氧化碳气液两相储能系统存在低品位热利用率较低的技术问题。
[0004]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分专利技术的信息仅用于加强对本专利技术的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种二氧化碳气液两相储能系统及其控制方法，以利用低品位热量进行有机朗肯循环发电来提高低品位热利用率，并进一步提高了二氧化碳气液两相储能系统发电效率。
[0006]根据本专利技术的第一个方面，提供一种二氧化碳气液两相储能系统，包括依次闭环连接的储液罐、释能组件、储气库和储能组件，还包括有机朗肯循环发电组件；所述二氧化碳气液两相储能系统被配置为，能够导入所述有机朗肯循环发电组件，和/或在所述释能组件工作时能够向所述释能组件供热降温后再导入所述有机朗肯循环发电组件；所述有机朗肯循环发电组件用于，吸收导入的所述储热介质的热量并发电。
[0007]根据本公开的一种实施方式，所述二氧化碳气液两相储能系统还包括储冷罐和储热罐；其中，所述储能组件的储热介质通道入口与储冷罐的出口连接；所述储能组件的储热介质通道出口与所述储热罐的入口连接；所述储热罐的出口与所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口连接，和/或经所述释能组件与所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口连接；所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道出口与所述储冷罐的入口连接；所述储冷罐储存储热介质，所述储冷罐储存的储热介质在所述储能组件工作时能够在吸收所述储能组件产生的热量后存储在所述储热罐；所述储热罐储存的储热介质，用于导入所述有机朗肯循环发电组件，和/或在所述释能组件工作时能够向所述释能组件供热降温后再导入所述有机朗肯循环发电组件。
[0008]根据本公开的一种实施方式，所述储热罐包括第一储热罐和/或第二储热罐；所述储能组件的储热介质通道出口与所述第一储热罐和/或所述第二储热罐的入口连接；所述第一储热罐和/或所述第二储热罐的出口与所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入
口连接，或者通过所述释能组件与所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口连接；所述第一储热罐用于，在所述储能组件额定工况下运行阶段，存储流经所述储能组件的吸热后的储热介质；所述第二储热罐用于，在所述储能组件非额定工况下运行阶段，存储流经所述储能组件的吸热后的储热介质。
[0009]根据本公开的一种实施方式，还包括预热器，所述预热器的二氧化碳通道入口与所述储气库的出口连接，所述预热器的二氧化碳通道出口与所述储能组件的二氧化碳通道入口连接；所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道出口与所述预热器的供热介质通道入口连接，所述预热器的供热介质通道出口与所述储冷罐的入口连接。
[0010]根据本公开的一种实施方式，还包括第三储热罐；所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道出口与所述第三储热罐的入口连接，所述第三储热罐的出口与所述预热器的供热介质通道入口连接；所述第三储热罐用于，在释能阶段存储从所述有机朗肯循环发电组件中流出的储热介质，在储能阶段向所述预热器提供储热介质以加热流经所述预热器的气相二氧化碳。
[0011]根据本公开的一种实施方式，所述有机朗肯循环发电组件包括：依次闭环连接的有机工质蒸发器、有机工质膨胀机、有机工质冷凝器、有机工质泵；所述有机工质蒸发器的储热介质通道的入口作为有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口，所述有机工质蒸发器的储热介质通道的出口作为有机朗肯循环发电组件的储热介质通道出口。
[0012]根据本公开的一种实施方式，所述储能组件包括二氧化碳冷凝器与一个储能释热单元或者多个依次级联的储能释热单元；任意一个所述储能释热单元包括二氧化碳压缩机和二氧化碳降温换热器；当所述储能组件包括一个储能释热单元时，所述二氧化碳压缩机的入口与所述储气库的出口连接，所述二氧化碳压缩机的出口与所述二氧化碳降温换热器的二氧化碳通道入口连接，二氧化碳降温换热器的二氧化碳通道出口经所述二氧化碳冷凝器与所述储液罐连接；当所述储能组件包括多个储能释热单元时，所述储能组件的第一个二氧化碳压缩机的入口与所述储气库的出口连接，所述储能组件的最后一个二氧化碳降温换热器的二氧化碳通道出口经二氧化碳冷凝器与所述储液罐连接；上一级储能释热单元的二氧化碳降温换热器的二氧化碳通道出口与下一级储能释热单元的二氧化碳压缩机的入口连接；各个所述二氧化碳降温换热器的储热介质通道入口与所述储冷罐的出口连接，各个所述二氧化碳降温换热器的储热介质通道出口与储热罐的入口连接。
[0013]根据本公开的一种实施方式，所述释能组件包括二氧化碳蒸发器与一个释能吸热单元或者依次级联的多个释能吸热单元；任意一个所述释能吸热单元包括透平和二氧化碳升温换热器；当所述释能组件包括一个所述释能吸热单元时，所述二氧化碳升温换热器的二氧化碳通道入口与所述二氧化碳蒸发器的出口连接，所述二氧化碳升温换热器的二氧化碳通
道出口与所述透平的入口连接，所述透平的出口与所述储气库的入口连接；当所述释能组件包括多个所述释能吸热单元时，第一个所述释能吸热单元的二氧化碳升温换热器的二氧化碳通道入口与所述二氧化碳蒸发器的出口连接，最后一个所述释能吸热单元的透平的出口与所述储气库的入口连接；在同一所述释能吸热单元中，所述二氧化碳升温换热器的二氧化碳通道出口与所述透平的入口连接；在相邻两个所述释能吸热单元之间，上一级所述释能吸热单元的透平的出口与下一级所述释能吸热单元的二氧化碳升温换热器的二氧化碳通道入口连接；所述二氧化碳升温换热器的储热介质通道入口与所述储热罐的至少部分出口连接；所述二氧化碳升温换热器的储热介质通道出口与所述有机朗肯循环发电组件的入口连接。
[0014]根据本公开的一种实施方式，所述释能组件的二氧化碳通道出口与所述有机朗肯循环发电组件的二氧化碳通道入口连接，所述有机朗肯循环发电组件的二氧化碳通道出口与所述储气库的入口连接；所述有机朗肯循环发电组件还用于，在释能阶段吸收导入的所述二氧化碳的热量并发电；和/或，有机朗肯循环发电组件通过所述释能组件与所述储冷罐连接。
[0015]根据本公开的一种实施方式，所述有机朗肯循环发电组件包括依次闭环连接的第一有机工质蒸发器、第一有机工质膨胀机、第二有机工质膨胀机、有机工质冷凝器、第一有机工质泵、第二有机工质泵，以及包括第二有机工质蒸发器和控制阀；其中，所述第一有机工质蒸发器具有储热介质通道；所述第一有机工质蒸发器的储热介质通道入口作为有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口，所述第一有机工质蒸发器的储热介质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳气液两相储能系统，其特征在于，包括依次闭环连接的储液罐、释能组件、储气库和储能组件，还包括有机朗肯循环发电组件；所述二氧化碳气液两相储能系统被配置为，流经所述储能组件并吸热后的储热介质能够导入所述有机朗肯循环发电组件，和/或在所述释能组件工作时能够向所述释能组件供热降温后再导入所述有机朗肯循环发电组件；所述有机朗肯循环发电组件用于，吸收导入的所述储热介质的热量并发电。2.根据权利要求1所述的二氧化碳气液两相储能系统，其特征在于，所述二氧化碳气液两相储能系统还包括储冷罐和储热罐；其中，所述储能组件的储热介质通道入口与储冷罐的出口连接；所述储能组件的储热介质通道出口与所述储热罐的入口连接；所述储热罐的出口与所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口连接，和/或经所述释能组件与所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口连接；所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道出口与所述储冷罐的入口连接；所述储冷罐储存储热介质，所述储冷罐储存的储热介质在所述储能组件工作时能够在吸收所述储能组件产生的热量后存储在所述储热罐；所述储热罐储存的储热介质，用于导入所述有机朗肯循环发电组件，和/或在所述释能组件工作时能够向所述释能组件供热降温后再导入所述有机朗肯循环发电组件。3.根据权利要求2所述的二氧化碳气液两相储能系统，其特征在于，所述储热罐包括第一储热罐和/或第二储热罐；所述储能组件的储热介质通道出口与所述第一储热罐和/或所述第二储热罐的入口连接；所述第一储热罐和/或所述第二储热罐的出口与所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口连接，或者通过所述释能组件与所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口连接；所述第一储热罐用于，在所述储能组件额定工况下运行阶段，存储流经所述储能组件的吸热后的储热介质；所述第二储热罐用于，在所述储能组件非额定工况下运行阶段，存储流经所述储能组件的吸热后的储热介质。4.根据权利要求2所述的二氧化碳气液两相储能系统，其特征在于，还包括预热器，所述预热器的二氧化碳通道入口与所述储气库的出口连接，所述预热器的二氧化碳通道出口与所述储能组件的二氧化碳通道入口连接；所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道出口与所述预热器的供热介质通道入口连接，所述预热器的供热介质通道出口与所述储冷罐的入口连接。5.根据权利要求4所述的二氧化碳气液两相储能系统，其特征在于，还包括第三储热罐；所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道出口与所述第三储热罐的入口连接，所述第三储热罐的出口与所述预热器的供热介质通道入口连接；所述第三储热罐用于，在释能阶段存储从所述有机朗肯循环发电组件中流出的储热介质，在储能阶段向所述预热器提供储热介质以加热流经所述预热器的气相二氧化碳。6.根据权利要求2所述的二氧化碳气液两相储能系统，其特征在于，所述有机朗肯循环发电组件包括：
依次闭环连接的有机工质蒸发器、有机工质膨胀机、有机工质冷凝器、有机工质泵；所述有机工质蒸发器的储热介质通道的入口作为有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口，所述有机工质蒸发器的储热介质通道的出口作为有机朗肯循环发电组件的储热介质通道出口。7.根据权利要求2所述的二氧化碳气液两相储能系统，其特征在于，所述储能组件包括二氧化碳冷凝器与一个储能释热单元或者多个依次级联的储能释热单元；任意一个所述储能释热单元包括二氧化碳压缩机和二氧化碳降温换热器；当所述储能组件包括一个储能释热单元时，所述二氧化碳压缩机的入口与所述储气库的出口连接，所述二氧化碳压缩机的出口与所述二氧化碳降温换热器的二氧化碳通道入口连接，二氧化碳降温换热器的二氧化碳通道出口经所述二氧化碳冷凝器与所述储液罐连接；当所述储能组件包括多个储能释热单元时，所述储能组件的第一个二氧化碳压缩机的入口与所述储气库的出口连接，所述储能组件的最后一个二氧化碳降温换热器的二氧化碳通道出口经二氧化碳冷凝器与所述储液罐连接；上一级储能释热单元的二氧化碳降温换热器的二氧化碳通道出口与下一级储能释热单元的二氧化碳压缩机的入口连接；各个所述二氧化碳降温换热器的储热介质通道入口与所述储冷罐的出口连接，各个所述二氧化碳降温换热器的储热介质通道出口与储热罐的入口连接。8.根据权利要求2所述的二氧化碳气液两相储能系统，其特征在于，所述释能组件包括二氧化碳蒸发器与一个释能吸热单元或者依次级联的多个释能吸热单元；任意一个所述释能吸热单元包括透平和二氧化碳升温换热器；当所述释能组件包括一个所述释能吸热单元时，所述二氧化碳升温换热器的二氧化碳通道入口与所述二氧化碳蒸发器的出口连接，所述二氧化碳升温换热器的二氧化碳通道出口与所述透平的入口连接，所述透平的出口与所述储气库的入口连接；当所述释能组件包括多个所述释能吸热单元时，第一个所述释能吸热单元的二氧化碳升温换热器的二氧化碳通道入口与所述二氧化碳蒸发器的出口连接，最后一个所述释能吸热单元的透平的出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢永慧，王秦，王鼎，张荻，汪晓勇，杨彪，范培源，
申请(专利权)人：百穰新能源科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：