[发明专利]压缩超临界二氧化碳蓄能蓄热系统及其工作方法

权利要求书

1.一种压缩超临界二氧化碳蓄能蓄热系统，其特征在于：该系统包括电动机（1）、压缩机（2）、低压超临界二氧化碳储罐（3）、冷却器（4）、蓄热器（5）、高温油罐（6）、高压超临界二氧化碳储罐（7）、低温油泵（8）、低温油罐（9）、高温油泵（10）、预热器（11）、回热器（12）、加热器（13）、透平（14）和发电机（15）；

冷却器（4）包括冷侧入口、冷侧出口、热侧入口和热侧出口，蓄热器（5）包括冷侧入口、冷侧出口、热侧入口和热侧出口，预热器（11）包括冷侧入口、冷侧出口、热侧入口和热侧出口，回热器（12）包括冷侧入口、冷侧出口、热侧入口和热侧出口，加热器（13）包括冷侧入口、冷侧出口、热侧入口和热侧出口；

电动机（1）与压缩机（2）相连，压缩机（2）出口与蓄热器（5）热侧入口相连，蓄热器（5）热侧出口通过蓄能调节阀（162）与高压超临界二氧化碳储罐（7）入口相连，高压超临界二氧化碳储罐（7）出口通过释能调节阀（164）与预热器（11）冷侧入口相连，预热器（11）冷侧出口与加热器（13）冷侧入口相连，加热器（13）冷侧出口与透平（14）入口相连，透平（14）与发电机（15）相连，透平（14）出口与回热器（12）热侧入口相连，回热器（12）热侧出口与冷却器（4）热侧入口相连，冷却器（4）热侧出口与低压超临界二氧化碳储罐（3）入口相连，低压超临界二氧化碳储罐（3）出口通过低压超临界二氧化碳调节阀（167）与压缩机入口相连；

低温油罐（9）出口与低温油泵（8）相连，低温油泵（8）出口分两路，一路通过蓄热低温油阀（161）与蓄热器（5）冷侧入口相连，蓄热器（5）冷侧出口与高温油罐（6）入口相连，另一路通过回热低温油阀（166）与回热器（12）冷侧入口相连，回热器（12）冷侧出口通过回热高温油阀（163）与高温油罐（6）入口相连，高温油罐（6）出口与高温油泵（10）相连，高温油泵（10）出口通过预热高温油阀（165）与预热器（11）热侧入口相连，预热器（11）热侧出口与低温油罐（9）入口相连。

2.根据权利要求1所述的压缩超临界二氧化碳蓄能蓄热系统，其特征在于，冷媒介质与冷却器（4）冷侧入口相连，冷却器（4）冷侧出口与冷媒介质系统相连，冷媒介质是空气或冷却水。

3.根据权利要求1所述的压缩超临界二氧化碳蓄能蓄热系统，其特征在于，热媒介质与加热器（13）热侧入口相连，加热器（13）热侧出口与热媒介质系统入口相连，热媒介质是太阳能集热、生物质燃烧或工业废热。

4.根据权利要求1所述的压缩超临界二氧化碳蓄能蓄热系统的工作方法，其特征在于，包括以下过程：

在电网负荷低谷期，打开所述蓄热低温油阀（161）、蓄能调节阀（162）和低压超临界二氧化碳调节阀（167），关闭所述回热高温油阀（163）、释能调节阀（164）、预热高温油阀（165）和回热低温油阀（166），低温低压超临界二氧化碳从低压超临界二氧化碳储罐（3）中流出，经低压超临界二氧化碳调节阀（167）进入压缩机（2），电动机（1）将电网多余的电能转化为机械能带动压缩机（2）压缩低压超临界二氧化碳，压缩机（2）出口的高压超临界二氧化碳进入蓄热器（5）的热侧入口，同时低温油罐（9）中的低温导热油经低温油泵（8）和蓄热低温油阀（161）进入蓄热器（5）冷侧入口，两股流体在蓄热器（5）内进行换热，低温导热油经加热后进入高温油罐（6）储存备用，放热后的低温高压超临界二氧化碳储存在高压超临界二氧化碳储罐（7）中储存备用；

在电网负荷高峰期，打开所述回热高温油阀（163）、释能调节阀（164）、预热高温油阀（165）和回热低温油阀（166），关闭所述蓄热低温油阀（161）、蓄能调节阀（162）和低压超临界二氧化碳调节阀（167），低温高压超临界二氧化碳从高压超临界二氧化碳储罐（7）流出从预热器（11）冷侧入口进入，同时高温油罐（6）中的高温导热油经高温油泵（10）和预热高温油阀（165）进入预热器（11）热侧入口，两股流体在预热器（11）内进行换热，放热后的高温导热油进入低温油罐（9）储存备用，预热后的高压超临界二氧化碳进入加热器（13）冷侧入口，热媒介质从加热器（13）热侧入口进入，两股流体在加热器（13）内进行换热，放热后的热媒介质从加热器（13）热侧出口流出系统，被加热后的高温高压超临界二氧化碳进入透平（14）做功带动发电机（15）发电，透平（14）出口的低压超临界二氧化碳进入回热器（12）热侧入口，同时低温油罐（9）中的低温导热油经低温油泵（8）和回热低温油阀（166）进入回热器冷侧入口，回热后的低温导热油经回热高温油阀（163）进入高温油罐（6）储存备用，放热后的低压超临界二氧化碳进入冷却器（4）热侧入口，同时冷媒介质从冷却器（4）冷侧入口进入，两股流体在冷却器（4）内进行换热，吸热后的冷媒介质从冷却器（4）冷侧出口流出系统，被冷却的低温低压超临界二氧化碳储存在低压超临界二氧化碳储罐（3）中。