储能发电循环系统的制作方法

本申请属于储能制造技术领域，具体而言，涉及一种储能发电循环系统。

背景技术：

风电、光伏等可再生能源具有不稳定和间歇性，发电功率难以调节到与用电负荷匹配，火电厂也具有调峰需求。普遍采用储能系统来消纳可再生能源或者对火电厂进行调峰。

相关技术中的储能系统一般为开放式循环，只能选用无害的空气等当作循环介质，这样限制了换热的效率，且还会排放一定的气体；或者这些储能系统在换热过程能量浪费较多，造成储能效率低，存在改进空间。

技术实现要素：

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本申请提出一种储能发电循环系统，包括：储热装置、储冷装置、驱动机构、压缩机、第一换向阀、第一换热器、中间换热器、透平、发电机、第二换向阀、第二换热器；其中所述驱动机构与所述压缩机动力耦合连接，所述透平与所述发电机动力耦合连接；所述压缩机的出气端、所述第一换热器的第一路、所述透平的进气端、所述中间换热器的第一路分别与所述第一换向阀的四个阀口相连，所述第一换热器的第一路与所述中间换热器的第一路相连；所述透平的出气端、所述第二换热器的第一路、所述压缩机的进气端、所述中间换热器的第二路分别与所述第二换向阀的四个阀口相连，所述第二换热器的第一路与所述中间换热器的第二路相连；所述储热装置与所述第一换热器的第二路相连，所述储冷装置与所述第二换热器的第二路相连。

本申请的储能发电循环系统，采用压缩机-换热器-换向阀-中间换热器-透平组成气态工质循环的主要装置，系统中气态工质在储能和发电阶段均为闭式循环，无排放无污染，实现了清洁低碳、高效节能的储能方式，通过换向阀设计，实现同一套装置完成互逆的电-热转换循环和热-电转换循环，简化系统结构，通过设计中间换热器，可以帮助降低压缩机压缩比、透平的膨胀比，确保了热动设备效率、降低制造难度，且维持系统在储能和发电阶段的运行稳定性。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请一种实施例的储能发电循环系统的结构示意图；

图2是本申请另一种实施例熔盐泵接入熔盐罐或防冻液泵接入防冻液罐的结构示意图。

附图标记：

驱动机构1；压缩机2；第一换向阀3；第一换热器4；中间换热器5；透平6；发电机7；第二换向阀8；第二换热器9；熔盐罐10；熔盐斜温层11；熔盐下分配器12；第一熔盐泵13；熔盐上分配器14；第二熔盐泵15；防冻液罐16；防冻液斜温层17；防冻液上分配器18；第二防冻液泵19；防冻液下分配器20；第一防冻液泵21；第一熔盐主阀22；第一熔盐旁通阀23；第二熔盐主阀24；第二熔盐旁通阀25；第一防冻液主阀26；第一防冻液旁通阀27；第二防冻液主阀28；第二防冻液旁通阀29；

熔盐泵30a，防冻液泵30b，第一入口阀31，第二入口阀32，第一出口阀33，第二出口阀34。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面参考图1-图2描述根据本申请实施例的储能发电循环系统。

本申请实施例的储能发电循环系统可以适用于火电厂调峰、低谷电利用、风电和光伏等可再生能源储电领域。

如图1所示，根据本申请一个实施例的储能发电循环系统包括：储热装置、储冷装置、驱动机构1、压缩机2、第一换向阀3、第一换热器4、中间换热器5、透平6、发电机7、第二换向阀8、第二换热器9。

其中，驱动机构1与压缩机2动力耦合连接，在储能发电循环系统在储能工作模式中，驱动机构1用于驱动压缩机2工作，在实际的执行中，驱动机构1可以包括电动机，或者该驱动机构1可以包括风力发电机的涡轮机等。

透平6与发电机7动力耦合连接，透平6用于在工质的驱动下转动，以使工质膨胀做功，在发电工作模式中，透平6用于驱动发电机7发电。

在实际的执行中，压缩机2与透平6动力耦合连接且同步转动。

压缩机2、第一换向阀3、第一换热器4、中间换热器5、透平6、第二换向阀8、第二换热器9相连形成布雷顿循环(正循环和逆循环)，该布雷顿循环中的工质可以为气态工质，该气态工质可为空气、氮气、氩气、氦气、氢气、二氧化碳等。

如图1所示，压缩机2的出气端、第一换热器4的第一路、透平6的进气端、中间换热器5的第一路分别与第一换向阀3的四个阀口相连，第一换热器4的第一路与中间换热器5的第一路相连；透平6的出气端、第二换热器9的第一路、压缩机2的进气端、中间换热器5的第二路分别与第二换向阀8的四个阀口相连，第二换热器9的第一路与中间换热器5的第二路相连；储热装置与第一换热器4的第二路相连，储冷装置与第二换热器9的第二路相连。

在实际的执行中，如图1所示，压缩机2的出气端与第一换向阀3的第一阀口3a相连，第一换向阀3的第二阀口3b与第一换热器4的第一路的一端(图1中的左端)相连，第一换热器4的第一路的另一端(图1中的右端)与中间换热器5的第一路的一端(图1中的右端)相连，中间换热器5的第一路的另一端(图1中的左端)与第一换向阀3的第四阀口3d相连，第一换向阀3的第三阀口3c与透平6的进气端相连；透平6的出气端与第二换向阀8的第一阀口8a相连，第二换向阀8的第二阀口8b与第二换热器9的第一路的一端(图1中的右端)相连，第二换热器9的第一路的另一端(图1中的左端)与中间换热器5的第二路的一端(图1中的左端)相连，中间换热器5的第二路的另一端(图1中的右端)与第二换向阀8的第四阀口8d相连，第二换向阀8的第三阀口8c与压缩机2的进气端相连。

储热装置内的高温端储热介质可以在第一换热器4中与布雷顿循环中的工质换热，储冷装置内的低温端储冷介质可以在第二换热器9中与布雷顿循环中的工质换热。

该储能发电循环系统具有储能工作模式和发电工作模式，特别是在该布雷顿循环中具有用于回收中间热量的中间换热器5，可以有效降低压缩机2压缩比、透平6膨胀比。

在储能工作模式中，第一换向阀3的第一阀口3a与第一换向阀3的第二阀口3b相连，第一换向阀3的第三阀口3c与第一换向阀3的第四阀口3d相连，第二换向阀8的第一阀口8a与第二换向阀8的第二阀口8b相连，第二换向阀8的第三阀口8c与第二换向阀8的第四阀口8d相连。

在储能工作模式中，利用电能驱动气态工质循环，将电能转化成热能形式储存。储能阶段，气态工质进行布雷顿循环逆循环。开启驱动机构1，布雷顿循环逆循环的回路为：压缩机2-第一换向阀3-第一换热器4-中间换热器5-第一换向阀3-透平6-第二换向阀8-第二换热器9-中间换热器5-第二换向阀8-压缩机2，通过电力驱动驱动机构1(或者驱动机构1本身在风能或潮汐能的驱动下运动)，带动压缩机2，压缩机2做功将电能转化成高温气态工质的能量；高温气态工质通过第一换向阀3，首先流入第一换热器4时加热储热装置的低温工质，成为中温气态工质，之后中温气态工质通过中间换热器5，加热压缩机2入口的低温气态工质，有效降低了压缩机2压缩比、透平6的膨胀比，确保了换热设备效率及降低其设计制造难度；同时降低了由于储热和储冷装置的换热效率下降而导致的出口温度偏差，维持了系统在储能阶段的运行稳定性。中温气态工质从中间换热器5中流出，通过第一换向阀3后流向透平6，通过透平6膨胀后降温成为低温气态工质，低温气态工质通过第二换向阀8，首先流入第二换热器9，用于冷却储冷装置的高温防冻液，之后流入中间换热器5被加热，通过第二换向阀8后流向压缩机2，完成一个储能循环。

在储能工作模式中，气态工质进行压缩-放热-膨胀做功-吸热的循环过程，压缩机2做功大于透平6做功，外界向系统输入电能。气态工质从储冷装置的工质吸热、向储热装置的工质放热。

在发电工作模式中，第一换向阀3的第一阀口3a与第一换向阀3的第四阀口3d相连，第一换向阀3的第二阀口3b与第一换向阀3的第三阀口3c相连，第二换向阀8的第一阀口8a与第二换向阀8的第四阀口8d相连，第二换向阀8的第二阀口8b与第二换向阀8的第三阀口8c相连。

在发电工作模式中，利用热能驱动气态工质循环，将热能转化成电能释放。系统放电时，布雷顿循环逆循环的回路为：压缩机2-第一换向阀3-中间换热器5-第一换热器4-第一换向阀3-透平6-第二换向阀8-中间换热器5-第二换热器9-第二换向阀8-压缩机2，启动热-电转换的动力循环，该过程为电-热转换的逆过程，此时透平6做功大于压缩机2做功，驱动发电机7发电，系统向外界输出功用于供电。低温气态工质被压缩机2压缩为常温，进入第一换向阀3，首先流经中间换热器5成为中温气态工质，再流经第一换热器4被加热，成为高温气态工质后，流入透平6膨胀做功。经透平6做功后的中温气态工质进入第二换向阀8，首先流经中间换热器5，加热压缩机2出口的低温气态工质，成为中低温气态工质后再流经第二换热器9被冷却，被冷却后的低温气态工质流经第二换向阀8后，进入压缩机2入口，完成一个发电循环。在发电阶段，通过中间换热器5，膨胀做功后的中温气态工质，加热压缩机2出口的低温气态工质，有效降低了压缩机2压缩比、透平6的膨胀比，确保了换热设备效率和可靠性；同时确保了储热和储冷装置的入口温度稳定，维持了系统在发电阶段的运行稳定性。

在发电工作模式中，气态工质进行压缩-吸热-膨胀做功-放热的循环过程，气态工质从储热装置的工质吸热、向储冷装置的工质放热，此时透平6做功大于压缩机2做功，驱动发电机7发电，系统向外界净输出的功用于供电。

也就是说，由于设计中间换热器5，在储能阶段，储热出口的中温气态工质，用于加热压缩机2入口的低温气态工质；在发电阶段，则通过换向阀换向，透平6出口的高温气态工质通过换向阀加热压缩机2出口的低温气态工质。该设计降低了压缩机2压缩比、透平6的膨胀比，确保了热动设备效率、降低制造难度；在储能阶段降低了由于储热和储冷装置的换热效率下降而导致的出口温度偏差；在发电阶段则确保了储热和储冷装置的入口温度稳定，从而维持了系统在储能和发电阶段的运行稳定性。

本申请的储能发电循环系统，采用压缩机2-换热器-换向阀-中间换热器5-透平6组成气态工质循环的主要装置，系统中气态工质在储能和发电阶段均为闭式循环，无排放无污染，实现了清洁低碳、高效节能的储能方式，通过换向阀设计，实现同一套装置完成互逆的电-热转换循环和热-电转换循环，简化系统结构，通过设计中间换热器5，可以帮助降低压缩机2压缩比、透平6的膨胀比，确保了热动设备效率、降低制造难度，且维持系统在储能和发电阶段的运行稳定性。

如图1所示，储热装置包括斜温层熔盐罐10，该熔盐罐10的熔盐斜温层11上方为高温熔盐，该熔盐罐10的熔盐斜温层11下方为低温熔盐。利用斜温层熔盐罐10储热可以实现单罐储热，且熔盐罐10的储热温度很高，可以将电能转化为高品位的高温热源存储，便于提高储热效率和发电效率。在储能完成的时刻，熔盐罐10自上而下储满了高温熔盐、底部的低温熔盐完全排空。在系统放电完成时刻，熔盐罐10自下而上储满了低温熔盐、上部的高温熔盐完全排空。

熔盐罐10的上端设有熔盐上分配器14，熔盐罐10的下端设有熔盐下分配器12，熔盐上分配器14和熔盐下分配器12分别与第一换热器4的第二路的两端相连，且熔盐罐10与第一换热器4的第二路之间设有熔盐泵30a，熔盐泵30a设置为使熔盐从熔盐下分配器12流入第一换热器4的第二路或者使熔盐从熔盐上分配器14流入第一换热器4的第二路。

由于熔盐泵30a设置为使熔盐从熔盐下分配器12流入第一换热器4的第二路或者使熔盐从熔盐上分配器14流入第一换热器4的第二路，这样熔盐罐10可以实现储热和放热。

通过熔盐上分配器14和下分配器设计，确保了熔盐斜温层11有效隔离上部高温熔盐和下部低温熔盐，当熔盐罐10储满高温熔盐后即完成系统高温端的储热。熔盐下分配器12和熔盐上分配器14的设计降低了斜温层运行时高/低温储能介质的掺混及斜温层增厚；在单个熔盐罐10内完成储热，提高储能密度、降低成本。通过熔盐下分配器12和熔盐上分配器14设计，维持了热-电转换系统高温端的温度恒定，确保了整个系统高温端的温度稳定和工况点稳定。

如图1所示，储冷装置包括斜温层防冻液罐16，该防冻液罐16的防冻液斜温层17上方为高温防冻液，该防冻液罐16的防冻液斜温层17下方为低温防冻液。利用斜温层防冻液罐16储冷可以实现单罐储冷，且防冻液罐16的储冷温度很低。在储能完成的时刻，防冻液罐16自下而上储满了低温防冻液、上部的高温防冻液完全排空。在系统放电完成时刻，防冻液罐16自上而下储满了高温防冻液、下部的低温防冻液完全排空。

防冻液罐16的上端设有防冻液上分配器18，防冻液罐16的下端设有防冻液下分配器20，防冻液上分配器18和防冻液下分配器20分别与第二换热器9的第二路的两端相连，且防冻液罐16与第二换热器9的第二路之间设有防冻液泵30b，防冻液泵30b设置为使防冻液从防冻液下分配器20流入第二换热器9的第二路或者使防冻液从防冻液上分配器18流入第二换热器9的第二路。

由于防冻液泵30b设置为使防冻液从防冻液下分配器20流入第二换热器9的第二路或者使防冻液从防冻液上分配器18流入第二换热器9的第二路，这样防冻液罐16可以实现储冷和放冷。

通过防冻液上分配器18和下分配器的设计，确保了防冻液斜温层17有效隔离上部高温防冻液和下部低温防冻液，当防冻液罐16储满低温防冻液后即完成系统低温端的储冷。防冻液上分配器18和防冻液下分配器20的设计降低了斜温层运行时高/低温储能介质的掺混及斜温层增厚；在单个防冻液罐16内完成储冷，提高储能密度、降低成本。通过防冻液上分配器18和防冻液下分配器20设计，维持了热-电转换系统低温端的温度恒定，确保了整个系统低温端的温度稳定和工况点稳定。

也就是说，储能装置包括储热装置和储冷装置，储热装置和储冷装置均为单个保温性能高的绝热罐，包括熔盐罐10和防冻液罐16及其附属的上下分配器、泵。热能以高温熔盐热能的形式储存在熔盐罐10，以低温防冻液冷能的形式储存在防冻液罐16。

在储能工作模式中，气态工质进行压缩-放热-膨胀做功-吸热的循环过程，压缩机2做功大于透平6做功，外界向系统输入电能。气态工质从防冻液吸热、向熔盐放热。经压缩机2压缩后的高温气态工质通过第一换热器4加热低温熔盐成为高温熔盐，成为中温气态工质；中温气态工质通过中间换热器5，加热压缩机2入口的低温气态工质，有效降低了压缩机2压缩比、透平6膨胀比，确保了换热设备效率及降低其设计制造难度；降低了由于储热和储冷装置的换热效率下降而导致的出口温度偏差，维持了系统在储能阶段的运行稳定性。中温气态工质通过透平6膨胀后降温成为低温气态工质，低温气态工质通过换热器冷却防冻液后，流入中间换热器5，被加热后流入压缩机2完成一个储能循环。

在储能工作模式中，储能装置的运行方式如下：

熔盐泵30a驱动低温熔盐从熔盐罐10的底部经熔盐下分配器12流出，流经第一换热器4，低温熔盐被加热成为高温熔盐，高温熔盐通过熔盐上分配器14，流入熔盐罐10的上部空间，通过熔盐上分配器14和熔盐下分配器12，确保熔盐斜温层11有效隔离上部高温熔盐和下部低温熔盐，当熔盐罐10储满高温熔盐后即完成系统高温端的储热。

防冻液泵30b驱动防冻液从防冻液罐16的上部空间，防冻液上分配器18内流出，流经第二换热器9，高温防冻液被冷却成为低温防冻液，经防冻液下分配器20后流向防冻液罐16的下部空间，通过防冻液上分配器18和防冻液下分配器20的设计，确保了防冻液斜温层17有效隔离上部高温防冻液和下部低温防冻液，当防冻液罐16储满低温防冻液后即完成系统低温端的储冷。

在发电工作模式中，气态工质进行压缩-吸热-膨胀做功-放热的循环过程，气态工质从高温熔盐吸热、向防冻液放热，此时透平6做功大于压缩机2做功，驱动发电机7发电，系统向外界净输出的功用于供电。低温气态工质通过压缩机2压缩后进入第一换向阀3，首先流经中间换热器5成为中温气态工质，再流经第一换热器4被加热，成为高温气态工质后，流入透平6膨胀做功。经透平6做功后的中温气态工质进入第二换向阀8，首先流经中间换热器5，加热压缩机2出口的低温气态工质，成为中低温气态工质后再流经第二换热器9被冷却，完成一个发电循环。在发电阶段，通过中间换热器5，膨胀做功后的中温气态工质，加热压缩机2出口的低温气态工质，有效降低了压缩机2压缩比、透平6的膨胀比，确保了换热设备效率和可靠性；同时确保了储热和储冷装置的入口温度稳定，维持了系统在发电阶段的运行稳定性。

在发电工作模式中，储能装置的运行方式如下：

第二熔盐泵15驱动高温熔盐从熔盐罐10的上部经熔盐上分配器14流出，流经第一换热器4，高温熔盐加热气态工质后成为低温熔盐，低温熔盐通过熔盐下分配器12，流入熔盐罐10的下部空间，通过熔盐上分配器14和下分配器，确保熔盐斜温层11有效隔离上部高温熔盐和下部低温熔盐，当熔盐罐10储满低温熔盐后即完成系统发电过程。

防冻液泵30b驱动防冻液从防冻液罐16的下部空间防冻液下分配器20内流出，流经第二换热器9，低温防冻液冷却气态工质，经防冻液上分配器18后流向防冻液罐16的上部空间，通过防冻液上分配器18和下分配器的设计，确保了防冻液斜温层17有效隔离上部高温防冻液和下部低温防冻液，当防冻液罐16储满高温防冻液后即完成系统发电过程。

为了实现熔盐泵30a设置为使熔盐从熔盐下分配器12流入第一换热器4的第二路或者使熔盐从熔盐上分配器14流入第一换热器4的第二路，防冻液泵30b设置为使防冻液从防冻液下分配器20流入第二换热器9的第二路或者使防冻液从防冻液上分配器18流入第二换热器9的第二路，图1给出了一种实施方式。

如图1所示，熔盐泵30a包括：第一熔盐泵13和第二熔盐泵15。

熔盐下分配器12与第一换热器4的第二路之间设有第一熔盐泵13和第一熔盐主阀22，第一熔盐泵13和第一熔盐主阀22外并联连接有第一熔盐旁通阀23；熔盐上分配器14与第一换热器4的第二路之间设有第二熔盐泵15和第二熔盐主阀24，第二熔盐泵15和第二熔盐主阀24外并联连接有第二熔盐旁通阀25。

在储能工作模式中，开启第一熔盐泵13和第一熔盐主阀22，关闭第一熔盐旁通阀23，关闭第二熔盐泵15和第二熔盐主阀24，开启第二熔盐旁通阀25，第一熔盐泵13通过熔盐下分配器12从熔盐罐10的下部抽取低温熔盐进入第一换热器4。

在发电工作模式中，关闭第一熔盐泵13和第一熔盐主阀22，开启第一熔盐旁通阀23，开启第二熔盐泵15和第二熔盐主阀24，关闭第二熔盐旁通阀25，第二熔盐泵15通过熔盐上分配器14从熔盐罐10的上部抽取高温熔盐进入第一换热器4。

上述第一熔盐泵13、第二熔盐泵15及相关阀结构的设置，既能实现低温熔盐或高温熔盐流入第一换热器4的第二路，又能对第一熔盐泵13、第二熔盐泵15形成较好的防护作用。

如图1所示，防冻液泵30b包括：第一防冻液泵21和第二防冻液泵19。

防冻液下分配器20与第二换热器9的第二路之间设有第一防冻液泵21和第一防冻液主阀26，第一防冻液泵21和第一防冻液主阀26外并联连接有第一防冻液旁通阀27；防冻液上分配器18与第二换热器9的第二路之间设有第二防冻液泵19和第二防冻液主阀28，第二防冻液泵19和第二防冻液主阀28外并联连接有第二防冻液旁通阀29。

在储能工作模式中，关闭第一防冻液泵21和第一防冻液主阀26，开启第一防冻液旁通阀27，开启第二防冻液泵19和第二防冻液主阀28，关闭第二防冻液旁通阀29，第二防冻液泵19通过防冻液上分配器18从防冻液罐16的上部抽取高温防冻液进入第二换热器9。

在发电工作模式中，开启第一防冻液泵21和第一防冻液主阀26，关闭第一防冻液旁通阀27，关闭第二防冻液泵19和第二防冻液主阀28，开启第二防冻液旁通阀29，第一防冻液泵21通过防冻液下分配器20从防冻液罐16的下部抽取低温防冻液进入第二换热器9。

当然，溶液泵和防冻液泵30b还可以设计为其他结构形式。

如图2所示，熔盐泵30a或防冻液泵30b的进口端连接有第一入口阀31和第二入口阀32，熔盐泵30a或防冻液泵30b的出口端连接有第一出口阀33和第二出口阀34，第一出口阀33的背离防冻液泵30b的出口端的一端与第二入口阀32的背离防冻液泵30b的进口端的一端相连，第二出口阀34的背离防冻液泵30b的出口端的一端与第一入口阀31的背离防冻液泵30b的进口端的一端相连，熔盐泵30a或防冻液泵30b的出口端还可以设置有单向阀。

对于熔盐罐10，第一入口阀31和第二入口阀32连接在熔盐上分配器14与第一换热器4的第二路之间，或者第一入口阀31和第二入口阀32连接在熔盐下分配器12与第一换热器4的第二路之间。

对于防冻液罐16，第一入口阀31和第二入口阀32连接在防冻液上分配器18与第一换热器4的第二路之间，或者第一入口阀31和第二入口阀32连接在防冻液下分配器20与第一换热器4的第二路之间。

通过上述结构的设计，可以通过调节各个阀的状态，可以调节熔盐和防冻液的流向，即通过单泵即可实现双泵的效果。

比如，开启第一入口阀31和第一出口阀33，关闭第二入口阀32和第二出口阀34，可以实现储能介质从图2中的右端接口流向左端接口；关闭第一入口阀31和第一出口阀33，开启第二入口阀32和第二出口阀34，可以实现储能介质从图2中的左端接口流向右端接口。

以图1所示的实施例为例，储能发电循环系统具有储能工作模式和发电工作模式。在储能工作模式，该储能发电循环系统可以实现电-热转换；在发电工作模式，该储能发电循环系统可以实现热-电转换。

该储能发电循环系统中的储能装置(储热装置和储冷装置)为保温性能高的绝热罐，罐体为不锈钢或其他耐高温钢和耐低温钢，罐体外部覆盖保温层，包括熔盐罐10和防冻液罐16。热能以高温熔盐热能的形式储存在熔盐罐10，以低温防冻液热能的形式储存在防冻液罐16。在储能完成的时刻，熔盐罐10自上而下储满了高温熔盐、底部的低温熔盐完全排空；防冻液罐16自下而上储满了低温防冻液、上部的高温防冻液完全排空。采用冰点低于0℃的防冻液作为低温端储冷介质，防冻液工作温度区间可为-100℃～10℃，防冻液可为甲醇水溶液、乙醇水溶液、乙二醇水溶液、丙三醇水溶液、盐水溶液(氯化钙、氯化镁、硝酸钠、亚硝酸钠)；采用低熔点盐(硝酸盐、氯盐)作为高温端储热介质，降低了熔盐凝固的风险以及系统对于熔盐防凝的要求。由于降低了防冻液的工作温度，因此在保证系统能量转换效率的同时降低了系统高温端的温度，降低系统对于昂贵的耐高温材料需求。

在储能工作模式中，该储能发电循环系统利用电能驱动气态工质循环，将电能转化成热能形式储存。储能阶段，气态工质进行布雷顿循环逆循环。气态工质可为空气、氮气、氩气、氦气、氢气、二氧化碳。

开启压缩机2-第一换向阀3-第一换热器4-中间换热器5-第一换向阀3-透平6-第二换向阀8-第二换热器9-中间换热器5-第二换向阀8-压缩机2回路，通过电力驱动电动机(驱动机构1)，带动压缩机2，压缩机2做功将电能转化成高温气态工质的能量；高温气态工质通过第一换向阀3，首先流入第一换热器4时加热低温熔盐，成为中温气态工质，之后中温气态工质通过中间换热器5，加热压缩机2入口的低温气态工质，可有效降低压缩机2压缩比、透平6的膨胀比，确保了热动设备效率及降低其设计制造难度；降低由于储热和储冷装置的换热效率下降而导致的出口温度偏差，维持系统在储能阶段的运行稳定性。

中温气态工质从中间换热器5中流出，通过第一换向阀3后流向透平6，通过透平6膨胀后降温成为低温气态工质，低温气态工质通过第二换向阀8，首先流入第二换热器9，用于冷却防冻液，之后流入中间换热器5被加热，通过第二换向阀8后流向压缩机2，完成一个储能循环。

储能循环阶段，储能装置的运行方式如下：

第一熔盐泵13驱动低温熔盐从熔盐罐10的底部经熔盐下分配器12流出，流经第一换热器4，低温熔盐被加热成为高温熔盐，高温熔盐通过熔盐上分配器14，流入熔盐罐10的上部空间，通过熔盐上分配器14和熔盐下分配器12，确保熔盐斜温层11有效隔离上部高温熔盐和下部低温熔盐，当熔盐罐10储满高温熔盐后即完成系统高温端的储热。

第二防冻液泵19驱动防冻液从防冻液罐16的上部空间，防冻液上分配器18内流出，流经第二换热器9，高温防冻液被冷却成为低温防冻液，经防冻液下分配器20后流向防冻液罐16的下部空间，通过防冻液上分配器18和熔盐下分配器12的设计，确保了防冻液斜温层17有效隔离上部高温防冻液和下部低温防冻液，当防冻液罐16储满低温防冻液后即完成系统低温端的储冷。

在发电工作模式，系统放电时，开启压缩机2-第一换向阀3-中间换热器5-第一换热器4-第一换向阀3-透平6-第二换向阀8-中间换热器5-第二换热器9-第二换向阀8-压缩机2的回路，启动热-电转换的动力循环，该过程为电-热转换的逆过程，此时透平6做功大于压缩机2做功，驱动发电机7发电，系统向外界输出功用于供电。低温气态工质被压缩机2压缩后，进入第一换向阀3，首先流经中间换热器5成为中温气态工质，再流经第一换热器4被加热，成为高温气态工质后，流入透平6膨胀做功。经透平6做功后的中温气态工质进入第二换向阀8，首先流经中间换热器5，加热压缩机2出口的低温气态工质，成为中低温气态工质后再流经第二换热器9被冷却，完成一个发电循环。在发电阶段，通过中间换热器5，膨胀做功后的中温气态工质，加热压缩机2出口的低温气态工质，有效降低了压缩机2压缩比、透平6的膨胀比，确保了热动设备效率和可靠性；同时确保了储热和储冷装置的入口温度稳定，维持了系统在发电阶段的运行稳定性。

发电循环阶段，储能装置的运行方式如下：

第二熔盐泵15驱动高温熔盐从熔盐罐10的上部经熔盐上分配器14流出，流经第一换热器4，高温熔盐加热气态工质后成为低温熔盐，低温熔盐通过熔盐下分配器12，流入熔盐罐10的下部空间，通过熔盐上分配器14和下分配器，确保熔盐斜温层11有效隔离上部高温熔盐和下部低温熔盐，当熔盐罐10储满低温熔盐后即完成系统发电过程。

防冻液泵30b驱动防冻液从防冻液罐16的下部空间防冻液下分配器20内流出，流经第二换热器9，低温防冻液冷却气态工质，经防冻液上分配器18后流向防冻液罐16的上部空间，通过防冻液上分配器18和下分配器的设计，确保了防冻液斜温层17有效隔离上部高温防冻液和下部低温防冻液，当防冻液罐16储满高温防冻液后即完成系统发电过程。

在系统放电完成时刻，熔盐罐10自下而上储满了低温熔盐、上部的高温熔盐完全排空；防冻液罐16自上而下储满了高温防冻液、下部的低温防冻液完全排空。开始下一次储能发电循环。

需要再次说明的是，本申请的储能发电循环系统通过中间换热器5，在储能阶段，储热出口的中温气态工质，用于加热压缩机2入口的低温气态工质；在发电阶段，则通过换向阀换向，透平6出口的高温气态工质通过换向阀加热压缩机2出口的低温气态工质。该设计降低了压缩机2压缩比、透平6的膨胀比，确保了热动设备效率、降低制造难度；在储能阶段降低了由于储热和储冷装置的换热效率下降而导致的出口温度偏差；在发电阶段则确保了储热和储冷装置的入口温度稳定，从而维持了系统在储能和发电阶段的运行稳定性。

该储能发电循环系统熔点熔盐作为高温端储热介质，采用低冰点的防冻液作为低温端储冷介质。低熔点熔盐降低了熔盐凝固的风险及系统对于熔盐防凝的要求。系统低温端，采用低冰点防冻液，降低了储能发电系统的低温端温度(-100℃-10℃)，确保储电效率同时降低系统高温端的温度，降低了系统对于耐高温设备和材料的需求，降低了系统成本。

该储能发电循环系统提供了一种普遍适用于火电调峰、平抑风电或光伏发电等可再生能源发电的不稳定性、移峰填谷、缓解弃风弃光问题的储电方式。

综上所述，本申请的储能发电循环系统针对现有的熔盐储能技术的限制，提供一种具有中间热回收能力的储能发电循环系统，利用单罐熔盐储热、单罐防冻液储冷、利用中间换热器5稳定系统高温端和低温端温度、能量转换效率较高、安全经济、清洁低碳，该技术方案采用单个罐体同时存储高温熔盐和低温熔盐、采用单个罐体同时存储高温防冻液和低温防冻液，同一套装置系统实现储能和发电；利用单罐斜温层技术有效维持热功循环高温端和低温端的温差、提高储能密度；采用同一套换热装置、相反方向的循环，实现储能循环和发电循环中的高效换热；利用换向阀改变流向，中间换热器5稳定系统高温端和低温端温度、适当降低压缩比、维持系统运行稳定和提高系统效率。通过同一套热动装置、单罐储热/冷装置、换热装置的正-逆循环，实现了系统结构简化、提高了储能密度、保证了能量转换效率，同时降低了热动设备成本和储能装置成本。通过该具有中间热回收能力的储能发电循环系统，实现平抑风电或光伏发电等可再生能源发电的不稳定性、实现可再生能源电力稳定输出、缓解弃风弃光问题、实现火电厂调峰、低谷电利用等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。