[发明专利]布雷顿-卡琳娜循环式储能供电方法及装置

权利要求书

1.一种布雷顿-卡琳娜循环式储能供电方法，其特征在于，其包括如下模式：

(1)储能模式：常温的工作介质经过压缩机绝热压缩之后，通过等压放热过程与主蓄热系统进行换热；工作介质通过余热锅炉等压放热至氨循环回热系统，通过氨循环回热系统进行余热回收并发电，然后工作介质进入透平进行绝热膨胀以对外做功，然后通过等压吸热过程与蓄冷系统进行换热，最后工作介质再循环或释放到外界；

(2)供电模式：常温的工作介质通过蓄冷系统进行等压放热，然后工作介质经过压缩机绝热压缩，继而通过等压吸热过程与主蓄热系统进行换热，然后进入透平进行绝热膨胀以对外做功，然后工作介质通过余热锅炉等压放热至氨循环回热系统，通过氨循环回热系统进行余热回收并发电，随后循环或释放到外界；在此过程中净输出的功用于供电；

对于所述储能模式和供电模式，氨循环回热系统设置为使得：基本氨溶液进入余热锅炉以吸收所述工作介质向余热锅炉排出的热量，使得基本氨溶液等压吸热变为氨水气液混合物进入分离器；利用分离器将气液两相混合物分离为富氨蒸汽及贫氨溶液，其中富氨蒸汽进入汽轮机进行绝热膨胀以对外做功，贫氨溶液进入氨循环换热器，以在基本氨溶液进入蒸发器前对其进行预热，贫氨溶液放完热后经节流阀节流降压，再与从汽轮机排出的乏汽在混合器中混合成为基本氨溶液，进入冷凝器等压放热，再通过工质泵升压，然后进入所述氨循环换热器以被所述贫氨溶液预热，然后基本氨溶液回到余热锅炉吸热并重复上述过程。

2.根据权利要求1所述的布雷顿-卡琳娜循环式储能供电方法，其特征在于，所述工作介质包括空气、氩气、氮气、氦气或二氧化碳。

3.根据权利要求1所述的布雷顿-卡琳娜循环式储能供电方法，其特征在于，所述工作介质在储能模式下，与主蓄热系统换热，工作介质等压放热，使得主蓄热系统中的低温点所在位置的蓄热介质从其低温点升高到高温点并转移到主蓄热系统的高温点所在位置；并与蓄冷系统换热，工作介质等压吸热，使得蓄冷系统中的高温点所在位置的蓄热介质从空气常温T_air降低到其低温点T₀并转移到蓄冷系统的低温点所在位置；

所述工作介质在供电模式下，与蓄冷系统换热，工作介质等压放热，使得蓄冷系统中的低温点所在位置的蓄热介质从其低温点T₀升高并转移到蓄冷系统的高温点所在位置；并与主蓄热系统换热，工作介质等压吸热，使得主蓄热系统中的高温点所在位置的蓄热介质从其高温点降低到低温点并转移到主蓄热系统的低温点所在位置。

4.根据权利要求3所述的布雷顿-卡琳娜循环式储能供电方法，其特征在于，在储能模式下，在工作介质进入压缩机之前，所述工作介质与回热蓄热系统换热，工作介质等压吸热使得回热蓄热系统中的高温点所在位置的蓄热介质从其高温点T₁降低到低温点T_air+ΔT并转移到回热蓄热系统的低温点所在位置；

在供电模式下，在工作介质通过氨循环回热系统之后，所述工作介质与回热蓄热系统换热，工作介质等压放热，使得回热蓄热系统中的高温点所在位置的蓄热介质从其低温点T_air+ΔT升高到高温点T₁并转移到回热蓄热系统的高温点所在位置；ΔT为换热温差。

5.一种布雷顿-卡琳娜循环式储能供电装置，其特征在于，其基于权利要求1-4之一所述的布雷顿-卡琳娜循环式储能供电方法；

对应于储能模式，其包括沿工作介质的走向依次串联的进气装置、压缩机、与主蓄热系统相连的主换热器、氨循环回热系统、透平、与蓄冷系统相连的蓄冷换热器、和出气装置；

对应于供电模式，其包括沿工作介质的走向依次串联的进气装置、与蓄冷系统相连的蓄冷换热器、压缩机、与主蓄热系统相连的主换热器、透平、氨循环回热系统、和出气装置；

对应于所述储能模式和供电模式，所述氨循环回热系统由沿氨水混合物介质的走向依次串联并形成回路的余热锅炉、分离器、汽轮机、混合器、冷凝器、工质泵和氨循环换热器，以及节流阀共同构成，且分离器通过其富氨蒸汽出口与汽轮机相连，分离器的贫氨溶液出口和所述混合器之间还设有沿氨水混合物介质的走向依次串联的所述氨循环换热器和节流阀；工作介质通过余热锅炉等压放热至氨循环回热系统，通过氨循环回热系统进行余热回收并发电。