[发明专利]工业园区综合能源系统及其运行方法

说明书

本发明提供了一种工业园区综合能源系统及其运行方法，涉及综合能源技术领域。工业园区综合能源系统包括主循环管路、第一换热管路和第二换热管路；第一换热管路和主循环管路可换热地相接，第二换热管路和主循环管路可换热地相接；主循环管路包括二氧化碳充电循环管路以及二氧化碳发电循环管路，二氧化碳充电循环管路和二氧化碳发电循环管路通过换向装置可控地连接。本发明能够解决储能系统热能利用率低、能源浪费的问题，具有热能利用率高、减少能源浪费、利用余热和余冷有效提升做功温差和发电效率、利用二氧化碳排放物作为工质进行碳中和，实现二氧化碳资源化利用的效果。

技术领域

本发明涉及综合能源技术领域，具体涉及一种工业园区综合能源系统及其运行方法。

背景技术

目前，全行业都在努力实现碳排放和能耗的“双降”，实现能源结构的整体清洁化转型。由于可再生能源（Renewable Energy）是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能等非化石能源，是清洁能源。因此，可再生能源的利用成为助力上述目标实现的有效手段。

然而，大量可再生能源的加入带来的随机性和波动性与工业生产的连续性和有序性相违背，所以需要额外地配备储能系统。当前主流的储能系统（包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能和电化学储能等）虽然在电能存储方面发挥了显著作用，但存在大量的热能（包括余冷和余热）被浪费，造成能源的浪费，并且，现有的储能系统很难在包含多种工业形式的园区内发挥能量枢纽的作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的储能系统热能利用率低、造成能源浪费的缺陷，从而提供一种工业园区综合能源系统及其运行方法。

为了解决上述问题，本发明一方面提供了一种工业园区综合能源系统，包括主循环管路、第一换热管路和第二换热管路；主循环管路设有第一换热装置和第二换热装置，第一换热管路通过第一换热装置和主循环管路可换热地相接，第二换热管路通过第二换热装置和主循环管路可换热地相接；主循环管路具有互为反向的第一循环方向和第二循环方向，主循环管路包括沿第一循环方向运行的二氧化碳充电循环管路以及沿第二循环方向运行的二氧化碳发电循环管路，二氧化碳充电循环管路和二氧化碳发电循环管路通过换向装置可控地连接。

可选的，二氧化碳充电循环管路上设有压缩装置和节流装置，沿第一循环方向，压缩装置、第一换热装置、节流装置和第二换热装置依次设置。

可选的，二氧化碳发电循环管路上设有膨胀装置和第一流体输送装置，沿第二循环方向，第一换热装置、膨胀装置、第二换热装置和第一流体输送装置依次设置。

可选的，换向装置包括第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀和第四换向阀，压缩装置的输出端和膨胀装置的输入端之间通过第一换向阀择一地与第一换热装置连通；压缩装置的输入端和膨胀装置的输出端通过第二换向阀择一地与第二换热装置连通；节流装置的输入端和第一流体输送装置的输出端通过第三换向阀择一地与第一换热装置连通，节流装置的输出端和第一流体输送装置的输入端通过第四换向阀择一地与第二换热装置连通。

可选的，第一换热管路上连接有第一储热罐、第二储热罐和第二流体输送装置。

可选的，第二换热管路上连接有第一储冷罐、第二储冷罐和第三流体输送装置。

可选的，还包括补热管路，补热管路和第一换热管路连接，补热管路上连接有热源。

可选的，还包括碳捕集装置和二氧化碳储存装置，热源具有二氧化碳排放口，碳捕集装置用于捕获热源排放的二氧化碳，并通过管路将二氧化碳输送并存储于二氧化碳储存装置中，二氧化碳储存装置通过二氧化碳补给管路和主循环管路连接。

可选的，还包括余冷回收管路，余冷回收管路和第二换热管路连接，余冷回收管路上连接有冷源。

可选的，还包括可再生能源电站，可再生能源电站和压缩装置电连接。