[发明专利]回热式交替储能发电系统

权利要求书

1.一种回热式交替储能发电系统，其特征在于：其包括第一蓄热系统、第二蓄热系统、中间换热器、压缩机、透平和散热器，并形成两种可切换的排布方式：

（1）对应于发电模式，所述压缩机、所述中间换热器、所述第一蓄热系统、所述透平、所述中间换热器、所述第二蓄热系统和所述散热器沿工作介质的走向依次串联；

（2）对应于储能模式，所述第二蓄热系统、所述中间换热器、所述压缩机、所述第一蓄热系统、所述中间换热器、所述透平和所述散热器沿工作介质的走向依次串联；

在这两种可切换的排布方式中，所述第一蓄热系统、所述第二蓄热系统、所述中间换热器为共用的；在发电模式下，第一蓄热系统释热，第二蓄热系统蓄热；在储能模式下，第一蓄热系统蓄热，第二蓄热系统释热；

所述第一蓄热系统包括彼此串联的第一相变蓄热模块和第二相变蓄热模块，所述第二蓄热系统包括彼此串联的第一液体蓄热模块和第二液体蓄热模块；由此，第一蓄热系统的温度范围凭借第一相变蓄热模块和第二相变蓄热模块中的蓄热介质得以拓宽，第二蓄热系统中的温度范围凭借第一液体蓄热模块和第二液体蓄热模块中的蓄热介质得以拓宽，并避免了过多的热损失；

所述第一液体蓄热模块的蓄热温度范围为20到275℃，所述第二液体蓄热模块的蓄热温度范围为275到494℃，所述第一相变蓄热模块的蓄热温度范围为650℃至1000℃，其蓄热球的相变蓄热介质为相变温度在650℃至1000℃的熔盐，所述第二相变蓄热模块的蓄热温度范围为250℃至650℃，其蓄热球的相变蓄热介质为相变温度在250℃至650℃的熔盐。

2.根据权利要求1所述的回热式交替储能发电系统，其特征在于，所述压缩机包括可切换的储能压缩机和发电压缩机，所述透平包括可切换的储能透平和发电透平。

3.根据权利要求1所述的回热式交替储能发电系统，其特征在于，所述第一液体蓄热模块包括至少两个相互连通且内部蓄热介质温度不同的蓄热介质保温容器和连接于所述蓄热介质保温容器之间的第一液体-气体换热器，或者至少一个相互连通且内部蓄热介质具有温差梯度的蓄热介质保温容器和连接于所述蓄热介质保温容器的不同温差区域之间的第一液体-气体换热器；

且所述第二液体蓄热模块包括至少两个相互连通且内部蓄热介质温度不同的蓄热介质保温容器和连接于所述蓄热介质保温容器之间的第二液体-气体换热器，或者至少一个相互连通且内部蓄热介质具有温差梯度的蓄热介质保温容器和连接于所述蓄热介质保温容器的不同温差区域之间的第二液体-气体换热器。

4.根据权利要求1所述的回热式交替储能发电系统，其特征在于，所述第一液体蓄热模块和所述第二液体蓄热模块的蓄热介质由水、水溶液、有机溶液、导热油、熔盐和金属中的至少一种组成。

5.根据权利要求4所述的回热式交替储能发电系统，其特征在于，所述第一液体蓄热模块的蓄热介质为导热油，该导热油为包括烷基苯型导热油、烷基萘型导热油、烷基联苯型导热油、联苯和低熔联苯-醚混合物型导热油以及烷基联苯-醚导热油中的至少一种的热载体油；所述第二液体蓄热模块的蓄热介质包括熔盐，该熔盐包括硝酸盐、硫酸盐、氯盐和氟盐中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的回热式交替储能发电系统，其特征在于，所述第一相变蓄热模块和第二相变蓄热模块包括多个沿工作介质的走向依次排布并与工作介质热交换的保温腔体，每个保温腔体内包含有多种蓄热球或多种固体显热蓄热材料。

7.一种回热式交替储能发电方法，其特征在于，该方法利用根据权利要求1-6之一所述的回热式交替储能发电系统，其包括如下模式：

（1）发电模式：工作介质经过压缩机压缩，经过中间换热器放热，通过第一蓄热系统吸热，之后进入透平膨胀，经过中间换热器吸热，再通过第二蓄热系统放热，最后通过散热器散热，随后回到压缩机并重复上述过程；在此过程中净输出的功用于发电；

（2）储能模式：工作介质先通过第二蓄热系统吸热，经过中间换热器放热，经过压缩机压缩，再经过第一蓄热系统放热，经过中间换热器吸热，之后进入透平膨胀，随后回到第二蓄热系统并重复上述过程。

8.根据权利要求7所述的回热式交替储能发电方法，其特征在于，工作介质包括空气、氩气、氮气、氦气、水蒸气或二氧化碳。