【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超临界co2循环发电，具体涉及一种耦合吸附压缩超临界co2储能的新型动力循环发电系统。
技术介绍
1、全球能源格局正在发生由依赖传统化石能源向追求清洁高效能源的深刻转变，风能、太阳能等新能源受自然因素影响较大，具有明显的波动性、间歇性、不稳定性、反调峰特性等天然属性，新能源并网容量的增加，使得电力系统由需求侧单侧随机性波动系统变为“源-荷”双侧随机性波动系统，对电力系统安全稳定运行提出了巨大挑战。目前，储能规模尚不完备，不能完全消纳大规模可再生能源的波动性问题。而火力发电具有高稳定性，但调峰能力欠缺，本专利技术提出火电-储能耦合发电系统在即具有超高稳定性的同时，可大规模消纳新能源发电，实现电力系统协调优化运行。
2、co2具有高密度、低粘度、临界点温和(7.38mpa、31.1℃)等优良物性，适宜作为动力循环发电和压缩储能系统的工质。在发电侧，超临界co2动力循环发电在相同的负荷下比常规发电机组的占地面积大幅降低，同时将燃烧产生的co2作为循环工质可降低系统运行成本及整体投资成本，并提高效率，具有广阔的应用前景；在储能侧，多孔固体吸附剂微纳孔道空间/表面可高效吸附co2分子，有效克服co2自由分子间的强相互作用，极大提升低压co2存储密度，减小系统占地面积。吸附压缩超临界co2储能作为第三代新型长时储能技术，相比于压缩空气储能，吸附式压缩co2储能可克服低压高密度co2存储、高压高密度co2充放、系统高效运行等技术难题，较传统压缩气体储能相比，具有循环效率高、储能密度大、占地面积小、不依赖地理条件等优势
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种耦合有吸附压缩超临界co2储能的超临界co2动力循环发电系统，兼具电网大范围快速调峰和消纳可再生能源稳定输出的功能。该发电系统利用超临界co2循环高效发电，满足电网基本需求，在风、光等可再生能源丰富时，利用吸附压缩超临界co2储能部分消纳不稳定的电能，减少能源浪费。在用电高峰期启动吸附压缩超临界co2释能部分，稳定输出电能，从而保证电网的供电稳定性。同时，在电网下达调峰命令时，可通过启停吸附压缩超临界co2储能部分实现大范围快速调峰，进入用电高峰期瞬时过程可启动吸附压缩超临界co2释能部分发电，快速补充用电缺口，超临界co2动力循环发电也凭借调峰功能逐渐增大负荷，达到目标负荷后逐渐降低吸附压缩超临界co2储能部分负荷；进入用电低谷瞬时，将超临界co2动力循环发电产生的多余电量供给吸附压缩超临界co2储能部分，并逐渐降低超临界co2动力循环发电部分负荷，达到目标负荷后完成电网调峰过程，最终实现大幅度、快响应调峰。
2、为了实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
3、一种耦合吸附压缩超临界co2储能的新型动力循环发电系统，包括超临界co2动力循环发电部分和吸附压缩超临界co2储能部分，所述超临界co2动力循环发电部分包括煤气化单元、燃烧室、膨胀单元ⅰ、高温回热器、低温回热器、冷却及水分离单元、换热器ⅰ和压缩单元ⅰ；所述吸附压缩超临界co2储能部分包括低压co2吸附储罐、压缩单元ⅱ、换热器ii、超临界co2储罐、换热器ⅲ和膨胀单元ⅱ；所述煤气化单元、燃烧室、膨胀单元ⅰ、高温回热器的热侧、低温回热器的热侧、冷却及水分离单元和换热器ⅰ依次连通，所述换热器ⅰ的出口分为两路，一路经压缩单元ⅰ通入低温回热器的冷侧，然后经高温回热器的冷侧通入燃烧室；另一路通入低压co2吸附储罐，所述低压co2吸附储罐与压缩单元ii、换热器ii、超临界co2储罐、换热器ⅲ依次连通，所述换热器ⅲ出口的一个支路与膨胀单元ii的入口连通，另一个支路与高温回热器的冷侧入口连通，所述膨胀单元ii的出口与低压co2吸附储罐的入口连通。
4、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
5、首先，本专利技术发电系统将火力发电稳定、高效、对电网波动小，与可再生能源发电绿色、零碳的特点相结合，提出了将吸附压缩超临界co2储能部分与超临界co2动力循环发电部分相结合，即保证发电系统兼具发电稳定、电网冲击小、高效、零碳、低碳的特点，还具备快速、大幅度调峰特性，降低了弃风、弃光现象的发生。
6、其次，本专利技术发电系统的吸附压缩超临界co2储能部分采用燃烧产生的co2作为循环工质，可降低系统运行成本及整体投资成本，并提高效率；co2低压存储侧采用常压吸附co2的方式，通过多孔固体吸附剂微纳孔道空间/表面的强吸附作用，有效克服co2自由分子间的强相互作用，极大提升低压co2存储密度，减小系统占地面积，可克服低压高密度co2存储、高压高密度co2充放、系统高效运行等技术难题。
7、最后，本专利技术发电系统的吸附压缩超临界co2储能部分高压侧采用超临界co2储罐的方式存储，与传统采用地下盐穴方式不同，具有循环效率高、储能密度大、占地面积小以及不依赖地理条件等优势。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种耦合吸附压缩超临界CO2储能的新型动力循环发电系统，其特征在于：包括超临界CO2动力循环发电部分(1)和吸附压缩超临界CO2储能部分(2)，所述超临界CO2动力循环发电部分(1)包括煤气化单元(1-1)、燃烧室(1-2)、膨胀单元Ⅰ(1-3)、高温回热器(1-4)、低温回热器(1-5)、冷却及水分离单元(1-6)、换热器Ⅰ(1-7)和压缩单元Ⅰ(1-8)；所述吸附压缩超临界CO2储能部分(2)包括低压CO2吸附储罐(2-1)、压缩单元Ⅱ(2-2)、换热器II(2-3)、超临界CO2储罐(2-4)、换热器Ⅲ(2-5)和膨胀单元Ⅱ(2-6)；所述煤气化单元(1-1)、燃烧室(1-2)、膨胀单元Ⅰ(1-3)、高温回热器(1-4)的热侧、低温回热器(1-5)的热侧、冷却及水分离单元(1-6)和换热器Ⅰ(1-7)依次连通，所述换热器Ⅰ(1-7)的出口分为两路，一路经压缩单元Ⅰ(1-8)通入低温回热器(1-5)的冷侧，然后经高温回热器(1-4)的冷侧通入燃烧室(1-2)；另一路通入低压CO2吸附储罐(2-1)，所述低压CO2吸附储罐(2-1)与压缩单元II(2-2)、换热器II(2-
2.根据权利要求1所述的一种耦合吸附压缩超临界CO2储能的新型动力循环发电系统，其特征在于：所述换热器Ⅱ(2-3)热通路的出口与低压CO2吸附储罐(2-1)内储热单元的入口连通。
3.根据权利要求1所述的一种耦合吸附压缩超临界CO2储能的新型动力循环发电系统，其特征在于：所述低压CO2吸附储罐(2-1)内储热单元的出口与换热器Ⅲ(2-5)热通路的入口连通。
4.根据权利要求1所述的一种耦合吸附压缩超临界CO2储能的新型动力循环发电系统，其特征在于：所述压缩单元II(2-2)由超临界CO2动力循环部分发出的多余电能或可再生能源产生的电能供电。
5.根据权利要求1所述的一种耦合吸附压缩超临界CO2储能的新型动力循环发电系统，其特征在于：所述膨胀单元Ⅰ(1-3)和膨胀单元II(2-6)发电，输入电网。
6.根据权利要求1所述的一种耦合吸附压缩超临界CO2储能的新型动力循环发电系统，其特征在于：所述燃烧室(1-2)内混合工质水和sCO2的压力为10MPa，温度为800℃。
7.根据权利要求1所述的一种耦合吸附压缩超临界CO2储能的新型动力循环发电系统，其特征在于：所述低压CO2吸附储罐(2-1)内置吸附剂。
8.根据权利要求7所述的一种耦合吸附压缩超临界CO2储能的新型动力循环发电系统，其特征在于：所述吸附剂为多孔固体吸附剂。
9.根据权利要求1所述的一种耦合吸附压缩超临界CO2储能的新型动力循环发电系统，其特征在于：所述燃烧室(1-2)开设有氧气入口。
...【技术特征摘要】
1.一种耦合吸附压缩超临界co2储能的新型动力循环发电系统，其特征在于：包括超临界co2动力循环发电部分(1)和吸附压缩超临界co2储能部分(2)，所述超临界co2动力循环发电部分(1)包括煤气化单元(1-1)、燃烧室(1-2)、膨胀单元ⅰ(1-3)、高温回热器(1-4)、低温回热器(1-5)、冷却及水分离单元(1-6)、换热器ⅰ(1-7)和压缩单元ⅰ(1-8)；所述吸附压缩超临界co2储能部分(2)包括低压co2吸附储罐(2-1)、压缩单元ⅱ(2-2)、换热器ii(2-3)、超临界co2储罐(2-4)、换热器ⅲ(2-5)和膨胀单元ⅱ(2-6)；所述煤气化单元(1-1)、燃烧室(1-2)、膨胀单元ⅰ(1-3)、高温回热器(1-4)的热侧、低温回热器(1-5)的热侧、冷却及水分离单元(1-6)和换热器ⅰ(1-7)依次连通，所述换热器ⅰ(1-7)的出口分为两路，一路经压缩单元ⅰ(1-8)通入低温回热器(1-5)的冷侧，然后经高温回热器(1-4)的冷侧通入燃烧室(1-2)；另一路通入低压co2吸附储罐(2-1)，所述低压co2吸附储罐(2-1)与压缩单元ii(2-2)、换热器ii(2-3)、超临界co2储罐(2-4)、换热器ⅲ(2-5)依次连通，所述换热器ⅲ(2-5)出口的一个支路与膨胀单元ii(2-6)的入口连通，另一个支路与高温回热器(1-4)的冷侧入口连通，所述膨胀单元ii(2-6)的出口与低压co2吸附储罐(2-1)的入口连通。
2.根据权利要求1所述的一种耦合吸附压缩超临...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯冬冬，宋一丹，高建民，张宇，谢敏，马闯，郭映竹，董鹤鸣，杜谦，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。