[发明专利]用于高背压-抽凝热电联供系统的液态二氧化碳储能系统

说明书

本发明涉及一种用于高背压‑抽凝热电联供系统的液态二氧化碳储能系统，包括：储能部分，将低压液态CO₂降压、加热成超临界CO₂，利用带级间冷却的压缩机组对超临界CO₂压缩形成液态高压CO₂并储存；释能部分，使液态高压CO₂经过带级间加热的透平机组，通过透平做功进行发电，做功后的CO₂经冷却后形成低压液态CO₂并储存；换热部分，包括抽凝机组和高背压抽凝机组，抽凝机组的汽轮机中压缸末级抽汽提供高温热源用于透平机组级间加热的初级加热；高背压抽凝机组的高背压乏汽提供低温热源用于透平机组级间加热的非初级加热及加热低压液态CO₂形成超临界CO₂。既为储能提供合适的热源的同时合理利用热电联供系统中的废热。

技术领域

本发明涉及储能技术领域，尤其是一种用于高背压-抽凝热电联供系统的液态二氧化碳储能系统。

背景技术

在热电联供系统中，高背压抽凝机组中汽轮机末端得到乏汽(乏汽温度一般在70℃以上)为热网回水初步加热，抽凝机组与高背压抽凝机组中压缸末级得到抽汽(抽汽温度一般能达到300℃以上)为热网回水进行二次加热。尽管该形式形成了二次加热，深度利用了高温的抽汽和乏汽，但仍会产生大量的热能损失。

储能技术能够有效解决目前新能源发电不稳定的问题，在用电低峰期将多余的电能储存起来，并在用电高峰期将储存的电能进行利用。目前利用较为广泛的大型储能技术是压缩空气储能，其工作原理是利用低谷电能压缩空气，将电网富余电能转化成空气的内能储存起来；在用电高峰期，释放出的高压空气经燃烧室加热升温，再通过膨胀机做功发电，实现能量储存和释放。但其存在依靠燃烧室，对环境影响较大，能量密度低，储存体积大等问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于高背压-抽凝热电联供系统的液态二氧化碳储能系统，利用热电联供系统产生抽汽和乏汽为CO₂压缩储能过程和膨胀释能过程提供相应的热源。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于高背压-抽凝热电联供系统的液态二氧化碳储能系统，包括：

储能部分，将低压液态CO₂降压、加热成超临界CO₂，利用带级间冷却的压缩机组对超临界CO₂压缩，形成液态高压CO₂并储存；

释能部分，使液态高压CO₂经过带级间加热的透平机组，形成高压超临界CO₂并通过透平做功进行发电，做功后的CO₂经冷却后形成低压液态CO₂并储存；

换热部分，包括所述热电联供系统中的抽凝机组和高背压抽凝机组，所述抽凝机组的汽轮机中压缸末级抽汽提供高温热源，用于透平机组级间加热的初级加热；所述高背压抽凝机组的高背压乏汽提供低温热源，用于透平机组级间加热的非初级加热、以及储能部分低压液态CO₂形成超临界CO₂的加热。

进一步技术方案为：

所述储能部分和所述释能部分由以下设备依次串接形成的CO₂工质回路构成：

低压储罐、节流阀、第一换热器、带级间冷却的压缩机组、高压储罐、带级间加热的透平机组和第一冷却风机；

低压储罐、高压储罐分别用于储存低压液态CO₂和液态高压CO₂；

节流阀用于对低压液态CO₂节流降压，第一换热器用于对节流降压后的CO₂加热成超临界CO₂。