[发明专利]基于二氧化碳耦合熔盐储热的冷热联供及储能系统及方法

权利要求书

1.基于二氧化碳耦合熔盐储热的冷热联供及储能系统，其特征在于，包括：集中供热单元、集中供冷单元、工业供汽单元、熔盐储热单元、释能单元、储能单元和新能源电力消纳单元；

所述储能单元通过第五换热器（5）与供热单元相连；所述释能单元通过第二换热器（11）和第三换热器（16）与集中供冷单元相连；所述储能单元通过液体二氧化碳储罐（9）与释能单元相连接；所述释能单元通过第四换热器（17）与熔盐储热单元相连接；所述集中供热单元通过第六换热器（26）与熔盐储热单元相连接；所述工业供汽单元通过第一换热器（25）与熔盐储热单元相连接；

所述储能单元包括二氧化碳储罐（14）、电驱压缩机（4）、第五换热器（5）、制冷膨胀机（8）和液体二氧化碳储罐（9）；所述二氧化碳储罐（14）中二氧化碳依次流经电驱压缩机（4）、第五换热器（5）、制冷膨胀机（8）和液体二氧化碳储罐（9）；

所述释能单元包括第二低温升压泵（15）、第一低温升压泵（10）、第二换热器（11）、第三换热器（16）、第四换热器（17）和二氧化碳透平发电机（18）；

所述储能单元通过液体二氧化碳储罐（9）与释能单元相连接；所述液体二氧化碳储罐（9）的二氧化碳一路依次流经第二低温升压泵（15）、第三换热器（16）、第四换热器（17）、二氧化碳透平发电机（18）和二氧化碳储罐（14）；另一路依次流经第一低温升压泵（10）、第二换热器（11）和二氧化碳储罐（14）；

所述集中供热单元包括供热站（6）、热网循环水泵（7）和第六换热器（26）；所述供热站（6）的供热循环水通过热网循环水泵（7）后分为两路，一路依次流经第六换热器（26）和供热站（6）；另一路依次流经第五换热器（5）和供热站（6）；

所述集中供冷单元包括供冷站（13）、循环泵（12）、第二换热器（11）和第三换热器（16）；所述供冷站（13）的供冷介质通过循环泵（12）后分为两路，一路流经第二换热器（11），另一路流经第三换热器（16），两路共同连接供冷站（13）；

所述工业供汽单元包括除盐水箱（23）、升压水泵（24）和第一换热器（25）；除盐水箱（23）的除盐水依次流经升压水泵（24）和第一换热器（25），第一换热器（25）将除盐水箱（23）中的除盐水升温汽化；

所述熔盐储热单元包括低温熔盐泵（22）、低温熔盐储罐（21）、第七换热器（27）和高温熔盐储罐（19）；所述低温熔盐储罐（21）的低温熔盐通过低温熔盐泵（22）依次流经第七换热器（27）和高温熔盐储罐（19）；

所述新能源电力消纳单元通过电驱压缩机（4）与储能单元相连接；所述新能源电力消纳单元通过第七换热器（27）与熔盐储热单元向连接；所述新能源电力消纳单元包含风电厂（1）、光伏电站（2）、变压器（3）、第七换热器（27）和电驱压缩机（4）；风电厂（1）和光伏电站（2）的电通过变压器（3）分别供给第七换热器（27）和电驱压缩机（4）；

所述释能单元通过第四换热器（17）与熔盐储热单元的高温熔盐储罐（19）和低温熔盐储罐（21）相连接；所述集中供热单元通过第六换热器（26）与熔盐储热单元的高温熔盐储罐（19）和低温熔盐储罐（21）相连接；所述工业供汽单元通过第一换热器（25）与熔盐储热单元的高温熔盐储罐（19）和低温熔盐储罐（21）相连接。

2.一种采用权利要求1所述系统的基于二氧化碳耦合熔盐储热的冷热联供及储能方法，其特征在于，包括以下步骤：

新能源电力消纳过程：风电厂（1）和光伏电站（2）的电通过变压器（3）分别供给第七换热器（27）和电驱压缩机（4）；

熔盐储热过程：低温熔盐储罐（21）出口的低温熔盐由低温熔盐泵（22）驱动，进入第七换热器（21）经电能加热，升温后进入高温熔盐储罐（19）存储；

储能过程：二氧化碳储罐（14）中的二氧化碳进入电驱压缩机（4）实现升压升温，以高压高温状态进入第五换热器（5），将热能传递给供热站（6）出口经热网循环水泵（7）加压的低温热网循环水，以高压常温状态进入制冷膨胀机（8）降压液化，进入液体二氧化碳储罐（9）；

释能过程：液体二氧化碳储罐（9）的二氧化碳一路经第二低温升压泵（15）升压后进入第三换热器（16）冷能传递给供冷站（13）；然后在第四换热器（17）吸收高温熔盐储罐（19）出口的高温熔盐热量，升温后以高压高温状态进入二氧化碳透平发电机（18）做功发电；另一路经第二低温升压泵（15）升压后进入第三换热器（16）冷能传递给供冷站（13）；第二换热器（11）出口和二氧化碳透平发电机（18）出口混合，共同进入二氧化碳储罐（14）；此阶段高温熔盐储罐（19）出口的高温熔盐由高温熔盐泵（20）加压后进入第四换热器（17）放热，然后回至低温熔盐储罐（21）存储；

集中供热过程：供热站（6）的出口供热循环水经热网循环水泵（7）加压后分为两路，一路进入第六换热器（26）吸热后回至供热站（6），热源为高温熔盐储罐（19）出口的高温熔盐；另一路进入第五换热器（5）吸热后回至供热站（6），热源为电驱压缩机（4）出口的高压高温二氧化碳；此阶段高温熔盐储罐（19）出口的高温熔盐由高温熔盐泵（20）加压后进入第六换热器（26）放热后回至低温熔盐储罐（21）存储；

集中供冷过程：供冷站（13）出口供冷介质经循环泵（12）升压后分为两路，一路进入第二换热器（11）吸收冷能降温后回至供冷站（13）；另一路进入第三换热器（16）吸收冷能降温后回至供冷站（13）；此阶段第一低温升压泵（10）的出口二氧化碳在第二换热器（11）释放冷能，以超临界气态进入二氧化碳储罐（14）存储；第二低温升压泵（15）出口的二氧化碳，经高温熔盐加热后以高温高压状态进入二氧化碳透平发电机（18）发电；

工业供汽过程：除盐水箱（23）出口的除盐水进入升压水泵（24）加压进入第一换热器（25）升温汽化；此阶段高温熔盐储罐（19）出口的高温熔盐由高温熔盐泵（20）加压后进入第六换热器（26），放热后回至低温熔盐储罐（21）存储。