[发明专利]一种带深冷的二氧化碳余热发电储能系统

权利要求书

1.一种带深冷的二氧化碳余热发电储能系统，其特征在于：包括二氧化碳储液罐、二氧化碳储气装置、储能组件、释能组件、深冷组件、高压液泵以及第一节流装置；所述高压液泵安装在二氧化碳储液罐的出口；所述储能组件包括至少两组压缩机和与压缩机一一对应的冷却器；所述释能组件包括至少两组膨胀机和与膨胀机一一对应的加热器；所述深冷换热组件包括深冷换热器和第二节流装置；

所述储能组件的每组压缩机的出口安装有对应的冷却器，组成压缩冷却组合；所述首端压缩冷却组合的压缩机进口与二氧化碳储气装置连通，首端压缩冷却组合的冷却器与下一组压缩冷却组合的压缩机进口连通，一直这样连接下去，直至末端压缩冷却组合的冷却器出口与深冷换热器进口连通，深冷换热器的出口与二氧化碳储液罐连通，通过以上连通完成了热量存储；这样，储能过程中通过电动机驱动多级压缩机来逐级压缩二氧化碳，并在每级压缩后进行逐级降温，使二氧化碳逐渐增压降温液化后储存在二氧化碳储液罐；

所述释能组件的每组加热器安装在对应膨胀机的进口，这样组成加热膨胀组，首端加热膨胀组的加热器进口与高压液泵出口连通；首端加热膨胀组的膨胀机出口与下一组加热膨胀组的加热器进口连通，这样首尾相接，一直到末端加热膨胀组的膨胀机的出口与二氧化碳储气装置连通，通过以上连通完成了热量释放；这样释能过程中采用多级膨胀机膨胀对外做功，实现能量输出，带动发电机进行发电；

所述深冷换热组件的深冷换热器的B口与二氧化碳储液罐进口连通；所述第二节流装置安装在二氧化碳储液罐的出口与深冷换热器的C口之间；所述深冷换热器的D口与末端压缩冷却组合的压缩机的进口连通；这样经第二冷却器的CD通道冷却的二氧化碳进入深冷换热器的AB通道，同时二氧化碳储液罐中冷的液态二氧化碳经节流后进入深冷换热器的CD通道，二者进行热交换，二氧化碳进入深冷换热器的AB通道的二氧化碳再次冷却，最后经深冷换热器的B口进入二氧化碳储液罐，与此同时深冷换热器的CD通道的二氧化碳吸热后经末端压缩冷却组合的压缩机的进口进入末端压缩冷却组合的压缩机，进行热量存储循环。

2.根据权利要求1所述的一种带深冷的二氧化碳余热发电储能系统，其特征在于：所述第一节流装置安装在所述首端压缩冷却组合的冷却器出口。

3.根据权利要求1所述的一种带深冷的二氧化碳余热发电储能系统，其特征在于：所述所有压缩机均外接有电动机；压缩机用于压缩二氧化碳，其消耗的能量是用电低峰期电网富余电能或可再生能源产生的电能。

4.根据权利要求1所述的一种带深冷的二氧化碳余热发电储能系统，其特征在于：所述所有冷却器为双冷源换热器，压缩过程中产生的热量传递二氧化碳流经冷却器时，与外部冷源介质进行热交换，然后通过外部冷源将压缩机工作过程中产生的低品热量放到环境中。

5.根据权利要求1所述的一种带深冷的二氧化碳余热发电储能系统，其特征在于：所述所有膨胀机组均外接有发电机;在释能阶段通过膨胀机做功带动发电机产生电能用来补充用电高峰期电网供电。

6.根据权利要求1所述的一种带深冷的二氧化碳余热发电储能系统，其特征在于：所述加热器为双冷源换热器，高压低温的二氧化碳流经冷却器时，在冷却器中由工业或者电力的高品质余热给二氧化碳工质提供蒸发的热量，高压低温的二氧化碳变为高温高压的二氧化碳，然后进入膨胀机，在膨胀机内膨胀并对外做功，实现能量输出，带动发电机进行发电。

7.根据权利要求1所述的一种带深冷的二氧化碳余热发电储能系统，其特征在于：所述二氧化碳储气装置是一个容积可变的储气袋，储存常温常压的二氧化碳。