[发明专利]一种二氧化碳余热发电储能系统

说明书

一种二氧化碳余热发电储能系统，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、高压液泵以及节流装置；所述高压液泵安装在二氧化碳储液罐的出口；所述储能组件包括第一冷却器、第二冷却器、第一压缩机和第二压缩机；所述释能组件包括第一加热器、第二加热器、第一膨胀机组、第二膨胀机组；在储能时，经过多次压缩使二氧化碳增压，并使增压后的二氧化碳冷凝，转变为液态，压缩时产生的部分能量通过外部冷源直接被散到环境中。待释能时，二氧化碳蒸发，转变为气态，此过程中，利用工业或者电力余热给二氧化碳提供热源，使二氧化碳蒸发，在膨胀机内膨胀并对外做功，该部分利用的高品质的余热，能够极大的提高发电效率。

技术领域

本发明涉及二氧化碳储能技术领域，具体涉及一种二氧化碳余热发电储能系统。

背景技术

随着节能减排得到越来越多国家重视，储能技术作为一种平滑可再生能源波动、实现传统电力系统调峰调频、提升可再生能源并网灵活性的重要手段，得到了快速的发展。目前，传统的储能技术包括抽水蓄能、压缩空气储能和电化学储能，其中抽水蓄能技术依赖特定的地质条件，需要足够水源；压缩空气储能，储能效率低，能量密度低；电化学储能等存在规模等级等局限。

二氧化碳由于其临界压力相对适中(7.38MPa，31℃)，稳定性好，存量丰富；在超临界状态下与普通惰性气体相比具有密度大的优势，可以有效减小动力循环中设备的尺寸；二氧化碳具有较好的稳定性和物理性质，在一定的温度范围内表现出惰性气体的性质，以及其无毒、储量丰富、天然存在等特性，将其应用在储能领域极具前景。

综上，亟需一种新的二氧化碳余热发电储能及其应用。

发明内容

因此，本发明提供一种二氧化碳余热发电储能系统，以解决上述存在的一个或多个技术问题，本发明能够充分利用现有余热资源，实现最优配合，实现多级能量存储与释放，灵活地进行移峰填谷。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种二氧化碳余热发电储能系统，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、高压液泵以及节流装置；所述高压液泵安装在二氧化碳储液罐的出口；所述储能组件包括第一冷却器、第二冷却器、第一压缩机和第二压缩机；所述第一压缩机的进口与二氧化碳储气装置的出口连通；所述第一压缩机的出口与第一冷却器的进口相连通；第一冷却器的出口与节流装置进口连通；节流装置出口与所述第二压缩机的进口连通；所述第二压缩机的出口与第二冷却器的进口相连通；第二冷却器的出口与二氧化碳储液罐进口连通；通过以上连通完成了热量存储，即上述各部件构成储能部分；所述释能组件包括第一加热器、第二加热器、第一膨胀机组、第二膨胀机组；所述第一加热器的进口与高压液泵的出口连通；第一加热器的出口与第一膨胀机组的入口连通；第一膨胀机组的出口与第二加热器的进口相连通，第二加热器的出口与第二膨胀机组的进口连通，第二膨胀机组的出口与二氧化碳储气装置的入口连通；通过以上连通完成了热量供给，即上述各部件构成释能部分。

进一步地，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。

进一步地，所述所有冷却器为双冷源换热器，压缩机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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。