[发明专利]一种恒压膨胀/压缩的超临界二氧化碳储能系统及方法

权利要求书

1.一种恒压膨胀/压缩的超临界二氧化碳储能系统，其特征在于，包括：

二氧化碳压缩模块，用于通过超临界二氧化碳压缩支路将超临界二氧化碳进行压缩；

二氧化碳膨胀模块，用于通过超临界二氧化碳膨胀支路将超临界二氧化碳进行膨胀；

二氧化碳稳压储气库，用于对压缩的超临界二氧化碳和膨胀的超临界二氧化碳进行储存；

回热模块，用于通过热循环回路对超临界二氧化碳进行预热或预冷以及多级膨胀的再热或多级压缩的再冷。

2.根据权利要求1所述的恒压膨胀/压缩的超临界二氧化碳储能系统，其特征在于，

所述超临界二氧化碳压缩支路包括依次连接的低压储气库、超临界二氧化碳压缩机、蓄热换热器、高压储气库；

所述超临界二氧化碳膨胀支路包括依次连接的高压储气库、回热换热器、透平膨胀机、低压储气库；

所述二氧化碳稳压储气库包括低压储气库、高压储气库；

所述热循环回路包括依次连接的蓄热换热器、蓄热罐、回热换热器、蓄冷罐。

3.根据权利要求1所述的恒压膨胀/压缩的超临界二氧化碳储能系统，其特征在于，

所述超临界二氧化碳压缩支路中的超临界二氧化碳压缩机、蓄热换热器并联连接或串联连接；

所述超临界二氧化碳膨胀支路中的回热换热器、透平膨胀机并联连接或串联连接。

4.根据权利要求1所述的恒压膨胀/压缩的超临界二氧化碳储能系统，其特征在于，

所述热循环回路还填充有热载体，所述热载体包括低温热载体、高温热载体，所述热载体为液态工质或可流动性颗粒蓄热工质。

5.根据权利要求4所述的恒压膨胀/压缩的超临界二氧化碳储能系统，其特征在于，

所述热循环回路包括高温测流道、低温测流道；

所述高温测流道用于通过高温热载体使低温压缩高压超临界二氧化碳吸热升温，获得高温压缩高压临界二氧化碳；将所述超临界二氧化碳输送至透平膨胀机膨胀做功，驱动电机对外输出能量；

所述低温测流道用于通过低温热载体对高温压缩超临界二氧化碳换热降温，获得低温压缩高压超临界二氧化碳，并传输至下一级压缩机进行压缩或进入高压储气库存储备用。

6.根据权利要求1所述的恒压膨胀/压缩的超临界二氧化碳储能系统，其特征在于，

所述热循环回路中的蓄热换热器、蓄热罐、回热换热器、蓄冷罐之间还包括热泵，所述热泵用于控制热量交换。

7.一种恒压膨胀/压缩的超临界二氧化碳储能方法，其特征在于，包括，

基于用电系统的实时用电情况，二氧化碳压缩机吸入低压储气库中的超临界二氧化碳并压缩，获得高温压缩的超临界二氧化碳；

将所述高温压缩的超临界二氧化碳输入至蓄热换热器的高温侧流道，同时蓄冷器中的低温热载体进入蓄热换热器的低温侧流道进行换热，所述高温压缩的超临界二氧化碳降温形成低温压缩高压超临界二氧化碳后传输至下一级压缩机进行压缩或进入高压储气库存储备用，完成超临界二氧化碳的储能。

8.根据权利要求7所述的恒压膨胀/压缩的超临界二氧化碳储能方法，其特征在于，所述储能方法还包括释能过程；所述释能过程包括，所述高压储气库释放存储的低温压缩高压超临界二氧化碳，进入回热换热器的低温侧流道，同时蓄热器内的高温热载体进入所述回热换热器的高温侧流道进行换热，所述低温压缩高压超临界二氧化碳吸热升温后进入超临界二氧化碳膨胀机中进行膨胀做功，降温后的高温热载体进入蓄冷器中存储备用；所述超临界二氧化碳膨胀机驱动发电机或其它机构对外输出能量，完成低温压缩高压超临界二氧化碳的释能过程。