一种双级压缩膨胀储热发电系统技术方案

一种双级压缩膨胀储热发电系统，包括低温储热发电装置、第一逆流热交换器和高温储热发电装置;所述低温储热发电装置包括储液罐、低温相变储热器、第一压缩机、第一膨胀机、第一储热系统、液泵、节流阀、第一发电机、第一循环介质以及它们之间的连接管道；所述高温储热发电装置包括低温储液器、高温储液器、高温相变储热器、第二储热系统、第二膨胀机、第二压缩机、第二发电机、第二循环介质以及它们之间的连接管道；所述低温储热发电装置与高温储热发电装置储热和发电模式同时进行。本技术的采用氟利昂和水蒸气相辅相成的两个低高温储热发电系统，具有无毒无害，绿色清洁，且工作效率高的特点。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电池，特别涉及一种双级压缩膨胀储热发电系统。

技术介绍

1、随着绿色能源开始逐步替代全球的电力供应，世界各地都将需要大规模的能源储存，新型二氧化碳储能、压缩空气储能及氢储能等新技术层出不穷。新技术储能中压缩空气储能容量大，单机容量可达百兆瓦级以上，仅次于抽水蓄能，但是储能的压缩空气会被加热从而导致能量的损耗在转换过程，能源的利用效率偏低，至今没有商业化，同时受地理条件的限制大。针对压缩空气储能系统存在的技术与应用瓶颈问题,提出二氧化碳储能的方式，相比于空气，二氧化碳用作介质有一些独特的优势；但是它的成本较高, 主要设备还在研究阶段，还需要大量的研究和开发,才能使其变得更加可行。氢储能的痛点在于氢气成本高、电站造价成本高、能量转换效率低、技术成熟度低,以及制氢-储氢-运氢-发电整个流程较长等诸多因素给氢储能发电应用推广带来了极大挑战。

2、蒸汽作为一种高热熔、低价格的储热传热介质，蒸汽作为传热介质与热泵技术结合起来，给储能发电领域带来新机遇，但是低温段蒸汽小于100度处于负压状态，系统传热效率低、且对系统要求高，为了解决这个问题，本技术采用多级的形式，在低温段利用低沸点的有机介质，高温端采用蒸汽，不仅降低系统成本，又提高了发电效率。

技术实现思路

1、为寻找低成本、高效率的储热发电系统，本技术提供一种双级压缩膨胀储热发电系统，在低温段利用低沸点的有机介质，高温端采用以蒸汽为代表的廉洁高温传热介质，两级之间通过一个逆流热交换器，两种循环介质的共同互补，实现储热发电的可逆循环，成本较低，且易于商业化，具体描述如下：

2、一种双级压缩膨胀储热发电系统，包括低温储热发电装置、第一逆流热交换器和高温储热发电装置;

3、所述低温储热发电装置包括储液罐、低温相变储热器、第一压缩机、第一膨胀机、第一储热系统、液泵、节流阀、第一发电机、第一循环介质以及它们之间的连接管道；所述低温相变储热器内装有低温相变材料，低温相变材料的周围设有传热管道；所述储液罐与低温相变储热器的传热管道连通，所述第一压缩机和第一膨胀机并联在低温相变储热器的传热管道与第一逆流热交换器的第一循环介质通道之间；所述第一逆流热交换器的第一循环介质通道另一端与第一储热系统连通；所述液泵和节流阀并联在第一储热系统和储液罐之间；

4、所述高温储热发电装置包括低温储液器、高温储液器、高温相变储热器、第二储热系统、第二膨胀机、第二压缩机、第二发电机、第二循环介质以及它们之间的连接管道；所述高温相变储热器内装有高温相变材料，高温相变材料的周围设有传热管道；所述低温储液器与第一逆流热交换器中的第二循环介质通道一端连通，所述第二压缩机和第二膨胀机并联在第一逆流热交换器的第二循环介质通道另一端与第二储热系统之间，所述第二储热系统另一端与高温相变储热器传热管道的一端连通，所述高温相变储热器的传热管道另一端与高温储液器连通。

5、进一步地，所述第一储热系统包括第二逆流热交换器、第一储热系统的高温储热器、第一储热系统的低温储热器、第一储热系统的循环泵、第一储热系统的四通阀以及第一储热介质；所述第一储热系统的高温储热器直接与第二逆流热交换器中的第一储热介质通道的一端连通，第二逆流热交换器中的第一储热介质通道的另一端与第一储热系统的低温储热器之间连接有第一储热系统的四通阀和第一储热系统的循环泵；所述第二逆流热交换器中的第一循环介质通道一端与第一逆流热交换器中的第一循环介质通道连通，其另一端分别所述液泵和节流阀连通。

6、进一步地，所述第二储热系统包括第二储热系统的低温储热器、第三逆流热交换器、第二储热系统的高温储热器、第二储热系统的循环泵、第二储热系统的四通阀；所述第二储热系统的高温储热器直接与第三逆流热交换器中的第二储热介质通道的一端连通，第三逆流热交换器中的第二储热介质通道的另一端与第二储热系统的低温储热器之间连接有第二储热系统的四通阀和第二储热系统的循环泵；所述第三逆流热交换器中的第二循环介质通道一端与高温相变储热器的传热管道连通；第三逆流热交换器的第二循环介质通道的另一端分别所述第二膨胀机和第二压缩机连通。

7、进一步地，所述高温储热发电装置还包括循环泵和电磁阀；所述循环泵和电磁阀并联在高温储液器和高温相变储热器之间。

8、进一步地，所述第一膨胀机与第一发电机电连接；所述第二膨胀机与第二发电机电连接。

9、进一步地，所述第一循环介质的循环温度小于第二循环介质循环温度。

10、本技术的与现有的储热发电技术相比，采用双级压缩膨胀储热发电系统，在低温段利用低沸点的有机介质，高温端采用以蒸汽为代表的廉洁高温传热介质，两级之间通过一个逆流热交换器，两种循环介质的共同互补，同时解决了只采用蒸汽作为传热介质的负压问题，实现储热发电的可逆循环；另外在低温相变材料和高温相变材料选择上分别可选择水和硫或者硝酸盐，成本相比于纯蒸汽储热发电系统略有升高，但是工作效率提高较多，且极易于商业化。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种双级压缩膨胀储热发电系统，其特征在于，包括低温储热发电装置、第一逆流热交换器和高温储热发电装置;

2.如权利要求1所述一种双级压缩膨胀储热发电系统，其特征在于，所述第一储热系统包括第二逆流热交换器、第一储热系统的高温储热器、第一储热系统的低温储热器、第一储热系统的循环泵、第一储热系统的四通阀以及第一储热介质；所述第一储热系统的高温储热器直接与第二逆流热交换器中的第一储热介质通道的一端连通，第二逆流热交换器中的第一储热介质通道的另一端与第一储热系统的低温储热器之间连接有第一储热系统的四通阀和第一储热系统的循环泵；所述第二逆流热交换器中的第一循环介质通道一端与第一逆流热交换器中的第一循环介质通道连通，其另一端分别所述液泵和节流阀连通。

3.如权利要求1所述一种双级压缩膨胀储热发电系统，其特征在于，所述第二储热系统包括第二储热系统的低温储热器、第三逆流热交换器、第二储热系统的高温储热器、第二储热系统的循环泵、第二储热系统的四通阀；所述第二储热系统的高温储热器直接与第三逆流热交换器中的第二储热介质通道的一端连通，第三逆流热交换器中的第二储热介质通道的另一端与第二储热系统的低温储热器之间连接有第二储热系统的四通阀和第二储热系统的循环泵；所述第三逆流热交换器中的第二循环介质通道一端与高温相变储热器的传热管道连通；第三逆流热交换器的第二循环介质通道的另一端分别所述第二膨胀机和第二压缩机连通。

4.如权利要求1所述一种双级压缩膨胀储热发电系统，其特征在于，所述高温储热发电装置还包括循环泵和电磁阀；所述循环泵和电磁阀并联在高温储液器和高温相变储热器之间。

5.如权利要求1所述一种双级压缩膨胀储热发电系统，其特征在于，所述第一膨胀机与第一发电机电连接；所述第二膨胀机与第二发电机电连接。

6.如权利要求1所述一种双级压缩膨胀储热发电系统，其特征在于，所述第一循环介质的循环温度小于第二循环介质循环温度。

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【技术特征摘要】

1.一种双级压缩膨胀储热发电系统，其特征在于，包括低温储热发电装置、第一逆流热交换器和高温储热发电装置;

2.如权利要求1所述一种双级压缩膨胀储热发电系统，其特征在于，所述第一储热系统包括第二逆流热交换器、第一储热系统的高温储热器、第一储热系统的低温储热器、第一储热系统的循环泵、第一储热系统的四通阀以及第一储热介质；所述第一储热系统的高温储热器直接与第二逆流热交换器中的第一储热介质通道的一端连通，第二逆流热交换器中的第一储热介质通道的另一端与第一储热系统的低温储热器之间连接有第一储热系统的四通阀和第一储热系统的循环泵；所述第二逆流热交换器中的第一循环介质通道一端与第一逆流热交换器中的第一循环介质通道连通，其另一端分别所述液泵和节流阀连通。

3.如权利要求1所述一种双级压缩膨胀储热发电系统，其特征在于，所述第二储热系统包括第二储热系统的低温储热器、第三逆流热交换器、第二储热系统的高温储热器、第二储热系统的...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝长宇，丁式平，祝帝文，
申请(专利权)人：北京中热能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：