热量循环利用装置、二氧化碳储能系统及其控制方法制造方法及图纸

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种热量循环利用装置、二氧化碳储能系统及其控制方法，以解决如何提高二氧化碳储能系统中的热量循环利用效率以及综合效率的问题。

2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：

3、本专利技术的第一发方面是提供一种热量循环利用装置，应用于二氧化碳储能系统，所述二氧化碳储能系统包括储能组件和释能组件，所述热量循环利用装置包括储冷容器、第一储热容器、第二储热容器、第一换热器、第二换热器、第三换热器和第四换热器；所述第一换热器和所述第二换热器相互串接且所述第一换热器的输入端连接于所述储能组件的压缩机的输出端，所述第三换热器和所述第四换热器相互串接且所述第三换热器的输出端连接于所述释能组件的透平机的输入端；

4、所述热量循环利用装置包括第一热量循环回路和第二热量循环回路，所述第一热量循环回路包括依次循环连接的所述储冷容器、所述第一换热器、所述第一储热容器、所述第三换热器和所述第四换热器，所述第二热量循环回路包括依次循环连接的所述储冷容器、所述第二换热器、所述第二储热容器和所述第四换热器；

5、在储能阶段，所述储冷容器存储的温度为t11的换热介质分别输入至所述第一换热器和所述第二换热器；在所述第一换热器中，所述温度为t11的换热介质与从所述压缩机输出的温度为t21的二氧化碳工质进行换热，获得温度为t12的换热介质输入至所述第一储热容器进行存储以及获得温度为t22的二氧化碳工质输入至所述第二换热器；在所述第二换热器中，所述温度为t11的换热介质与所述温度为t22的二氧化碳工质进行换热，获得温度为t13的换热介质输入至所述第二储热容器进行存储以及获得温度为t23的二氧化碳工质输出；

6、在释能阶段，所述第一储热容器存储的所述温度为t12的换热介质输入至所述第三换热器，所述第二储热容器存储的所述温度为t13的换热介质输入至所述第四换热器；在所述第三换热器中，所述温度为t12的换热介质与从所述第四换热器输出的温度为t25的二氧化碳工质进行换热，获得温度为t14的换热介质输入至所述第四换热器以及获得温度为t26的二氧化碳工质输入至所述透平机；在所述第四换热器中，所述温度为t13的换热介质和所述温度为t14的换热介质合并，对输入至所述第四换热器的温度为t24的液态二氧化碳工质进行加热蒸发，获得所述温度为t11的换热介质输入至所述储冷容器进行存储以及获得所述温度为t25的二氧化碳工质输入至所述第三换热器；

7、其中，t11＜t13＜t14＜t12，t24＜t25＜t26，t23＜t22＜t21，并且t11＜t21，t24＜t13，t25＜t12。

8、在一个具体的方案中，20℃≤t11≤30℃，230℃≤t12≤280℃，40℃≤t13≤60℃，60℃≤t14≤80℃；220℃≤t21≤310℃，90℃≤t22≤110℃，55℃≤t23≤85℃，20℃≤t24≤28℃，t25=31℃，230℃≤t26≤280℃。

9、在一个具体的方案中，所述第一换热器的热测入口连接至所述压缩机的输出端，所述第一换热器的热测出口连接至所述第二换热器的热测入口，所述温度为t23的二氧化碳工质从所述第二换热器的热测出口输出；

10、所述第一换热器的冷侧入口通过第一管路连接至所述储冷容器的出口，所述第一换热器的冷侧出口通过第二管路连接至所述第一储热容器的入口，所述第二换热器的冷侧入口通过第三管路连接至所述储冷容器的出口，所述第二换热器的冷侧出口通过第四管路连接至所述第二储热容器的入口；

11、所述第三换热器的冷测出口连接至所述透平机的输入端，所述第三换热器的冷测入口连接至所述第四换热器的冷测出口，所述温度为t24的液态二氧化碳工质从所述第四换热器的冷测入口输入；

12、所述第三换热器的热测入口通过第五管路连接至所述第一储热容器的出口，所述第三换热器的热测出口通过第六管路连接至所述第四换热器的热测入口，所述第四换热器的热测入口还通过第七管路连接至所述第二储热容器的出口，所述第四换热器的热测出口通过第八管路连接至所述储冷容器的入口；

13、其中，至少所述第一管路、所述第三管路、所述第五管路以及所述第七管路分别连接有流量控制阀。

14、在一个具体的方案中，所述第四换本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种热量循环利用装置，应用于二氧化碳储能系统，所述二氧化碳储能系统包括储能组件和释能组件，其特征在于，所述热量循环利用装置包括储冷容器、第一储热容器、第二储热容器、第一换热器、第二换热器、第三换热器和第四换热器；所述第一换热器和所述第二换热器相互串接且所述第一换热器的输入端连接于所述储能组件的压缩机的输出端，所述第三换热器和所述第四换热器相互串接且所述第三换热器的输出端连接于所述释能组件的透平机的输入端；

2.根据权利要求1所述的热量循环利用装置，其特征在于，20℃≤T11≤30℃，230℃≤T12≤280℃，40℃≤T13≤60℃，60℃≤T14≤80℃；220℃≤T21≤310℃，90℃≤T22≤110℃，55℃≤T23≤85℃，20℃≤T24≤28℃，T25=31℃，230℃≤T26≤280℃。

3.根据权利要求1所述的热量循环利用装置，其特征在于，所述第一换热器的热测入口连接至所述压缩机的输出端，所述第一换热器的热测出口连接至所述第二换热器的热测入口，所述温度为T23的二氧化碳工质从所述第二换热器的热测出口输出；

4.根据权利要求3所述的热量循环利用装置，其特征在于，所述第四换热器还通过循环管路连接至外部热源，所述循环管路在邻近于所述第四换热器的冷测出口的位置与所述第四换热器连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的热量循环利用装置，其特征在于，所述换热介质为导热油或水。

6.一种二氧化碳储能系统，包括依次闭环连接的储气单元、储能组件、储液单元和释能组件，其特征在于，所述二氧化碳储能系统还包括如权利要求1-5任一项所述的热量循环利用装置。

7.根据权利要求6所述的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述储能组件包括低压压缩机和高压压缩机，所述第一换热器和所述第二换热器串接于所述低压压缩机和所述高压压缩机之间，所述第一换热器连接至所述低压压缩机的输出端，所述第二换热器连接至所述高压压缩机的输入端，所述低压压缩机的输入端连接至所述储气单元。

8.根据权利要求7所述的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述储能组件还包括冷凝器，所述高压压缩机的输出端通过所述冷凝器连接至所述储液单元。

9.根据权利要求6-8任一项所述的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述储液单元通过液泵连接至所述第四换热器，所述液泵将所述储液单元中的所述温度为T24的液态二氧化碳工质输入至所述第四换热器；所述透平机的输出端连接至所述储气单元。

10.一种如权利要求6-9任一项所述的二氧化碳储能系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括储能阶段和释能阶段；其中，