[发明专利]一种基于二氧化碳气固相变的干冰储能系统及方法

权利要求书

1.一种基于二氧化碳气固相变的干冰储能系统，其特征在于，包括：

储能子系统，所述储能子系统包括储气装置、压缩机组、干冰生成器和干冰储罐；以及，

释能子系统，所述释能子系统包括干冰升华反应器和膨胀机组；

其中，所述储气装置贮存有气态二氧化碳，气态二氧化碳从所述储气装置输送至所述压缩机组中进行压缩耗功，经所述干冰生成器生成固态二氧化碳并存储至所述干冰储罐中，以进行储能；固态二氧化碳从所述干冰储罐输送至所述干冰升华反应器中吸热并定容升华再次形成气态二氧化碳，气态二氧化碳再输送至所述膨胀机组，经所述膨胀机组膨胀做功，以进行释能；所述干冰升华反应器为密闭反应容器，用于使干冰进行升华反应且使升华生成的气态二氧化碳在定容条件下升高压力，所述干冰升华反应器的外部设有绝热保温材料且其内部设有换热组件，所述换热组件内充满有凝固点低于-80℃的换热介质；所述干冰升华反应器布置有至少一个。

2.根据权利要求1所述的基于二氧化碳气固相变的干冰储能系统，其特征在于，

所述储气装置的内部压力为常压、接近常压或压力状态，所述储气装置的内部温度维持在设定范围内；所述储气装置采用膜式柔性储气库、钢结构柔膜复合气柜、地下储气库和压力储气柜的一种或几种组合使用，其中，所述膜式柔性储气库和所述钢结构柔膜复合气柜用于贮存常压或接近常压状态的气态二氧化碳，所述地下储气库和所述压力储气柜用于贮存压力状态下的气态二氧化碳；

所述干冰储罐的类型为罐体、箱体或池体，所述干冰储罐的内部温度低于-78.5℃，且所述干冰储罐的外部设有绝热保温材料；

所述储气装置和所述干冰储罐均为至少一个。

3.根据权利要求1所述的基于二氧化碳气固相变的干冰储能系统，其特征在于，还包括驱动装置，所述驱动装置用于为所述压缩机组提供驱动动力，所述驱动装置采用电动机、汽轮机、水轮机、风力轮机的一种或几种组合使用，其中，所述驱动装置为电动机时，其电源为太阳能发电、风电、地热发电、电网低谷电、常规电站、水电、核电或潮汐发电的一种或多种组合；

所述压缩机组为至少一台压缩机，当为多台压缩机时，多台压缩机为共轴串联形式或分轴并联形式，并联形式中各分轴与主驱动轴动连接；

所述膨胀机组为至少一台膨胀机，末级或末端膨胀机的排气接近常压或为预设压力状态，当为多台膨胀机时，多台膨胀机为共轴串联形式、或分轴并联形式，并联形式中各分轴与主驱动轴动连接；

所述压缩机组和膨胀机组均采用活塞式、轴流式、向心式、螺杆式或混合式的一种或几种组合使用。

4.根据权利要求1所述的基于二氧化碳气固相变的干冰储能系统，其特征在于，所述干冰生成器将气态二氧化碳转化为固态二氧化碳的生成方式为将气态二氧化碳液化后再凝固成固态二氧化碳、或将气态二氧化碳凝华成固态二氧化碳的一种或组合使用，其制取的固态二氧化碳为颗粒状或粉状；

所述干冰生成器设有尾气出口和尾气换热器，所述尾气出口位于所述干冰生成器的顶部或上部，所述尾气换热器设于所述干冰生成器的工质入口管线上，所述尾气换热器的换热方式为逆流换热；所述干冰生成器的尾气出口经过所述尾气换热器与所述压缩机组的入口或所述储气装置相连通，用于将未转化为固态二氧化碳的气态二氧化碳进行回收，以及将其携带的冷量通过换热对所述干冰生成器的入口二氧化碳工质进行冷却。