[发明专利]泵送热电储存系统

说明书

本公开提供可用于储存和提取电能的泵送热能储存系统。本发明的泵送热能储存系统可以通过作为热泵或冷冻机操作来储存能量，由此可利用净工输入将热量从冷侧传递到热侧。该系统的工作流体能够与所述系统的热侧和冷侧上的热储存流体进行有效的热交换。系统可以通过作为热机操作来将热量从热侧传递到冷侧以提取能量，这可能导致净工输出。

相关申请的交叉引用

本申请要求根据35U.S.C.§119(e)要求2019年11月16日提交的美国临时专利申请号No.62/936,491和2020年11月13日提交的美国临时专利申请号63/113,386的优先权权益。在所引用的申请中阐述的公开内容以引用的方式整体并入本文。

背景技术

在热机或热泵中，可采用热交换器来在热储存材料与涡轮机械一起使用的工作流体之间传递热量。热机可以是可逆的，例如，它也可以是热泵，并且工作流体和热交换器可用于将热量或低温传递到热储存介质。

发明内容

泵送热电储存(″PHES″′)系统可包括至少通过闭合循环流体路径循环的工作流体，闭合循环流体路径包括至少两个热交换器、至少一个涡轮机和至少一个压缩机。在一些系统中，也可包括一个或多个回流换热器。至少两个热贮存器可容纳可通过热交换器送出的热流体，从而向工作流体提供热能和/或从工作流体提取热能。一个或多个电机/发电机可用于从系统中的热能获得功，优选地通过从接收到的来自涡轮机的机械能发电。

附图说明

图1示意性地示出泵送热电储存系统的操作原理。

图2是根据示例实施例的PHES系统的顶层示意图。

图3是根据示例实施例的PHES系统中的工作流体回路子系统的示意性流体路径图。

图3A-3D是根据示例性实施例的发电动力系统和相关联阀的示意性流体路径图。

图3E-3H是根据示例性实施例的充电动力系统和相关联阀的示意性流体路径图。

图3I-3J是根据示例性实施例的环境冷却器系统和相关联阀的示意性流体路径图。

图3K-3L是根据示例性实施例的环境冷却器系统和相关联阀的示意性流体路径图。

图3M是根据示例性实施例的库存控制系统的示意性流体路径图。

图3N是充电模式期间循环流动路径的示意性流体路径图。

图3O是发电模式期间循环流动路径的示意性流体路径图。

图4是根据示例性实施例的热侧热储存系统的示意性流体路径图。

图5是根据示例性实施例的冷侧热储存系统的示意性流体路径图。

图6A是根据示例性实施例的主热交换器系统的示意性流体路径图。

图6B是根据示例性实施例的主热交换器系统的示意性流体路径图。

图7是根据示例性实施例的发电动力(″GPT″)系统的示意图。

图8是根据示例性实施例的充电动力(″CPT″)系统的示意图。

图9是根据示例性实施例的电源接口的示意性电气图。

图10示出根据示例性实施例的PHES系统的主要操作模式。

图11是示出根据示例性实施例的PHES系统的操作状态的状态图。

图12是示出根据示例性实施例的PHES系统的选择操作状态和转换状态的状态图。

图13是示出根据示例性实施例的PHES系统的选择操作状态和转换状态的状态图。