[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

说明书

本发明公开了一种基于二氧化碳压缩耦合熔盐储热的冷热联供及储能系统及方法，包含集中供热单元、集中供冷单元、工业供汽单元、熔盐储热单元、释能单元和储能单元；储能单元通过第五换热器与供热单元相连；释能单元通过第二换热器和第三换热器与集中供冷单元相连；储能单元通过液体二氧化碳储罐与释能单元相连接；释能单元通过第四换热器与熔盐储热单元相连接；集中供热单元通过第六换热器与熔盐储热单元相连接；工业供汽单元通过第一换热器与熔盐储热单元相连接。本系统不仅能够有效的节约煤炭资源，减少环境污染，保护环境，同时能够满足居民采暖、集中供冷、工业供汽等需求。

技术领域

本发明属于冷热联供及储能领域，涉及一种基于二氧化碳压缩耦合熔盐储热的冷热联供及储能系统及方法。

背景技术

随着电力装机构成及能源结构的优化调整及转型，风、光、水等可再生能源的快速发展，并逐渐成为电量的主体，煤电机组将发挥电网稳压、调频、托底保供等功能。此外，随着工业的不断发展，集中用热用冷、生产用汽等需求也大幅增加。兼顾供热能力及运行灵活性的热电联产改造以及低能耗长输供热技术的快速发展，高参数、大容量的煤电机组以集中供热的方式，大规模替代大中型城镇地区污染重、能耗高、分散布置的燃煤燃油供热锅炉房，在提升供热可靠性的同时，大幅降低热能消耗，有利于降低污染物排放和环境的保护。

然而，在人口规模相对不大的中小型城镇地区、入驻企业规模及数量不多的工业园区，由外围大容量热电联产机组长距离输送以满足生活集中用热、生产集中用汽等需求，存在长输管网建设投资大、用热成本大幅增加等缺点。然而在三北地区，风能、光能等可再生资源丰富却无法实现就地消纳，弃风、弃光现象严重；与此同时，受地理、农工业产业结构等因素影响，城镇居民用热多以散煤为主。亟需开发一套可消纳当地新能源电力用于居民采暖、集中供冷、工业供汽等多种形式能源供应的技术。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种基于二氧化碳压缩耦合熔盐储热的冷热联供及储能系统及方法。具体来讲，提出一种以二氧化碳为压缩膨胀循环介质，并耦合熔盐储热系统，利用风能、太阳能等新能源电力，向城镇地区及工业园区集中供热、供冷，并具备储能功能，在零碳排放的情况下提升了新能源电力的高比例消纳。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

基于二氧化碳压缩耦合熔盐储热的冷热联供及储能系统，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、释能单元和储能单元；

储能单元通过第五换热器与供热单元相连；释能单元通过第二换热器和第三换热器与集中供冷单元相连；储能单元通过液体二氧化碳储罐与释能单元相连接；释能单元通过第四换热器与熔盐储热单元相连接；集中供热单元通过第六换热器与熔盐储热单元相连接；工业供汽单元通过第一换热器与熔盐储热单元相连接。

本发明的进一步改进在于：

储能单元包括二氧化碳储罐、电驱压缩机、第五换热器、制冷膨胀机和液体二氧化碳储罐；二氧化碳储罐中二氧化碳依次流经电驱压缩机、第五换热器、制冷膨胀机和液体二氧化碳储罐。

释能单元包括第二低温升压泵、第一低温升压泵、第二换热器、第三换热器、第四换热器和二氧化碳透平发电机。

储能单元通过液体二氧化碳储罐与释能单元相连接；液体二氧化碳储罐的二氧化碳一路依次流经第二低温升压泵、第三换热器、第四换热器、二氧化碳透平发电机和二氧化碳储罐；另一路依次流经第一低温升压泵、第二换热器和二氧化碳储罐。

集中供热单元包括供热站、热网循环水泵和第六换热器；供热站的供热循环水通过热网循环水泵后分为两路，一路依次流经第六换热器和供热站；另一路依次流经第五换热器和供热站。

集中供冷单元包括供冷站、循环泵、第二换热器和第三换热器；供冷站的供冷介质通过循环泵后分为两路，一路流经第二换热器，另一路流经第三换热器，两路共同连接供冷站。