[发明专利]一种以二氧化碳为工质的压缩气体储能系统

权利要求书

1.一种以二氧化碳为工质的压缩气体储能系统，包括：二氧化碳供应 单元、二氧化碳压缩储能单元、二氧化碳膨胀释能单元、载热介质循环回路， 其特征在于：

所述二氧化碳供应单元包括常压二氧化碳存储器(1)；

所述二氧化碳压缩储能单元包括低压级二氧化碳压缩机(6)、高压级 二氧化碳压缩机(7)、液态二氧化碳存储段泵(16)、超临界二氧化碳存储 段泵(17)、液态二氧化碳存储器(21)及超临界二氧化碳存储器(24)， 其中，

--所述低压级二氧化碳压缩机(6)的进气口通过管路与所述常压二氧化 碳存储器(1)的出气口连通，所述低压级二氧化碳压缩机(6)产生的高压 气体穿过低压级冷却器(10)的热流体侧后，经气体管路通入所述高压级二 氧化碳压缩机(7)的进气口；

--所述高压级二氧化碳压缩机(7)产生的高压气体穿过高压级冷却器 (11)的热流体侧后，一部分经带有液态二氧化碳存储段开关阀(12)的气 体管路通入所述液态二氧化碳存储段泵(16)，所述液态二氧化碳存储段泵 (16)产生的高压气体穿过液态二氧化碳存储段冷却器(20)的热流体侧后 进入所述液态二氧化碳存储器(21)，另一部分经带有超临界二氧化碳存储 段开关阀(13)的气体管路通入所述超临界二氧化碳存储段泵(17)，所述 超临界二氧化碳存储段泵(17)产生的高压气体通入所述超临界二氧化碳存 储器(24)上容腔；

--所述液态二氧化碳存储器(21)存储的液态二氧化碳，经设有液态二 氧化碳供应段开关阀(22)的供液管路通入所述超临界二氧化碳存储器(24) 下容腔，所述超临界二氧化碳存储器(24)下容腔存储的液态二氧化碳，经 设有液态二氧化碳回流段开关阀(23)的供液管路通入所述液态二氧化碳存 储器(21)；

所述二氧化碳膨胀释能单元包括高压级二氧化碳膨胀机(37)及低压级 二氧化碳膨胀机(38)，其中，

--所述超临界二氧化碳存储器(24)存储的高压气体，经设有超临界二 氧化碳释能段开关阀(33)的气体管路依次通入预热用换热器(34)和高压 级换热器(35)的冷流体侧后通入所述高压级二氧化碳膨胀机(37)；

--所述高压级二氧化碳膨胀机(37)膨胀后的气体，经气体管路通入低 压级换热器(36)的冷流体侧后通入所述低压级二氧化碳膨胀机(38)；

--所述低压级二氧化碳膨胀机(38)膨胀后的气体流入常压二氧化碳存 储器(1)；

所述载热介质循环回路包括载热介质供应器(25)、高压级储热器(26)、 低压级储热器(27)及预热用储热器(28)，所述载热介质供应器(25)中 的载热介质经管路分别通入低压级冷却器(10)、高压级冷却器(11)、液 态二氧化碳存储段冷却器(20)的冷流体侧后进入所述低压级储热器(27)、 高压级储热器(26)、预热用储热器(28)，所述低压级储热器(27)、高 压级储热器(26)、预热用储热器(28)中的载热介质经管路分别通入低压 级换热器(36)、高压级换热器(35)、预热用换热器(34)的热流体侧后 进入所述载热介质供应器(25)。

2.根据权利要求1所述的压缩气体储能系统，其特征在于，所述载热介 质供应器(25)通过一共同的低温载热介质供应管路将载热介质分送至低压 级冷却器(10)、高压级冷却器(11)、液态二氧化碳存储段冷却器(20) 的冷流体侧，位于载热介质供应器(25)和液态二氧化碳存储段冷却器(20) 之间的供应管路上设有预热用储热器存储段开关阀(29)。

3.根据权利要求2所述的压缩气体储能系统，其特征在于，所述低压级 储热器(27)、高压级储热器(26)、预热用储热器(28)分别通过各自独 立的高温载热介质供应管路将载热介质分别送至低压级换热器(36)、高压 级换热器(35)、预热用换热器(34)的热流体侧，其中，所述低压级储热 器(27)与低压级换热器(36)之间的供应管路上设有低压级储热器开关阀 (32)，所述高压级储热器(26)与高压级换热器(35)之间的供应管路上 设有高压级储热器开关阀(31)，所述预热用储热器(28)与预热用换热器 (34)之间的供应管路上设有预热用储热器释能段开关阀(30)。