基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统的制作方法

本发明涉及物理储能，尤其涉及一种基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统。

背景技术：

1、寻求提高能源利用率的先进方法，已成为全球共同关注的首要问题。对中国这样一个能源生产和消费大国来说，既有节能减排的需求，也有能源增长以支撑经济发展的需要，这就需要大力发展储能产业。

2、火力发电是我国和世界上许多国家生产电能的主要方法。火力发电的过程包括：燃料在燃烧时加热水生成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。

3、在现阶段的物理储能方式主要包括利用抽水、压缩空气、飞轮等物理方法实现能量的存储，具有环保、绿色的优点，因此得到更为广泛的应用。然而，火力发电过程中，除了产出的电能外，火电机组排气过程中也会流失大量的热能，常规的物理储能方式往往仅通过单一能量转化手段对火力发电产生的电能进行能量转化和存储，而忽略了火电机组的热能流失，导致能源利用率较低。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统，用以解决现有技术中火电储能过程中能源利用率较低的缺陷，实现一种能够提高火电机组的能源利用率的储能方案。

2、本发明提供一种基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统，包括：储气罐，用于储存气态二氧化碳；储液罐，用于储存液态二氧化碳；液化组件，能够利用所述火电机组提供的电能，从所述储气罐中获取气态二氧化碳，并转换为液态二氧化碳注入到所述储液罐中；气化组件，能够从所述储液罐中获取液态二氧化碳，并转换为气态二氧化碳注入到所述储气罐中；蓄热组件，用于吸收火电机组释放的热量，以及吸收二氧化碳液化过程中释放的热量，并能够将热量提供向所述气化组件，以使所述气化组件中的气态或液态二氧化碳升温。

3、根据本发明提供的一种基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统，所述蓄热组件包括多流股余热蓄热罐、吸热回路和放热回路；所述吸热回路延伸经过所述多流股余热蓄热罐和所述液化组件，以吸收二氧化碳液化过程中释放的热量使所述多流股余热蓄热罐内的蓄热介质升温；所述放热回路延伸经过所述多流股余热蓄热罐和所述气化组件，以将所述蓄热介质的热量导向所述气化组件中的二氧化碳。

4、根据本发明提供的一种基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统，所述蓄热组件包括连通于所述火电机组的蒸汽回路，所述蒸汽回路延伸经过所述多流股余热蓄热罐内；在所述多流股余热蓄热罐的下游位置，所述蒸汽回路设置有能够将蒸汽相变为冷凝水的凝汽器和能够将所述冷凝水供给向所述火电机组的给水泵。

5、根据本发明提供的一种基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统，所述蓄热组件包括连通于所述火电机组和所述储气罐之间的烟气管路，所述烟气管路延伸经过所述多流股余热蓄热罐内；在所述多流股余热蓄热罐的下游位置，所述烟气管路设置有能够回收烟气中的气态二氧化碳的捕集单元。

6、根据本发明提供的一种基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统，所述液化组件包括：压缩机、冷却器和节流阀；所述压缩机利用所述火电机组产生的电能运行，所述冷却器用于将从所述压缩机排出的气态二氧化碳的热量导向所述蓄热组件。

7、根据本发明提供的一种基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统，所述压缩机和所述冷却器的数量为多个，多个所述压缩机和多个所述冷却器沿所述液化组件的二氧化碳流向交替分布。

8、根据本发明提供的一种基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统，所述节流阀与所述储液罐之间设置有气液分离器；所述气液分离器用于将分离出的液态二氧化碳导入所述储液罐，并将气态二氧化碳输送回所述冷却器。

9、根据本发明提供的一种基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统，所述气化组件包括增压泵、加热器和膨胀机；所述加热器用于吸收所述蓄热组件提供的热量，以加热经过所述加热器内的气态或液态二氧化碳；二氧化碳在加热气化的过程中，在所述膨胀机内做功，以通过膨胀机驱动发电机发电。

10、根据本发明提供的一种基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统，所述加热器和所述膨胀机的数量为多个，多个所述加热器和多个所述膨胀机沿所述气化组件的二氧化碳流向交替分布。

11、根据本发明提供的一种基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统，所述膨胀机与所述储气罐之间设置有缓冲罐，所述缓冲罐用于在气态二氧化碳进入所述储气罐之前，减缓气态二氧化碳的流速。

12、本发明提供的一种基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统，通过液化组件利用火电机组产出的电能将储气罐中储存的气态二氧化碳转化为液态二氧化碳，并注入到储液罐中，从而实现对火电机组产出的电能的物理储能。在需要释放物理储能时，通过气化组件将储液罐中的液态二氧化碳转换为气态二氧化碳，即可利用二氧化碳气化相变过程中释放的能量产出电能。其中，通过蓄热组件能够回收火电机组的余热，以及二氧化碳液化过程中释放的热量，并在需要释放物理储能时，将蓄热组件获取的热量用于加热气化过程中的二氧化碳，不仅能够提高储能系统的能量释放效率，还可以提高储能系统对火电机组的能源利用率。

技术特征：

1.一种基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述蓄热组件包括多流股余热蓄热罐(200)、吸热回路(132)和放热回路(133)；

3.根据权利要求2所述的基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述蓄热组件包括连通于所述火电机组的蒸汽回路(134)，所述蒸汽回路(134)延伸经过所述多流股余热蓄热罐(200)内；

4.根据权利要求2所述的基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述蓄热组件包括连通于所述火电机组和所述储气罐(101)之间的烟气管路(137)，所述烟气管路(137)延伸经过所述多流股余热蓄热罐(200)内；

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述液化组件包括：压缩机(111)、冷却器(112)和节流阀(113)；

6.根据权利要求5所述的基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述压缩机(111)和所述冷却器(112)的数量为多个，多个所述压缩机(111)和多个所述冷却器(112)沿所述液化组件的二氧化碳流向交替分布。

7.根据权利要求5所述的基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述节流阀(113)与所述储液罐(102)之间设置有气液分离器(114)；

8.根据权利要求1-4中的任一项所述的基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述气化组件包括增压泵(121)、加热器(122)和膨胀机(123)；

9.根据权利要求8所述的基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述加热器(122)和所述膨胀机(123)的数量为多个，多个所述加热器(122)和多个所述膨胀机(123)沿所述气化组件的二氧化碳流向交替分布。

10.根据权利要求8所述的基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统，其特征在于，所述膨胀机(123)与所述储气罐(101)之间设置有缓冲罐(103)，所述缓冲罐(103)用于在气态二氧化碳进入所述储气罐(101)之前，减缓气态二氧化碳的流速。

技术总结
本发明提供一种基于火电机组的余热回收的液态二氧化碳储能系统，包括：储气罐，用于储存气态二氧化碳；储液罐，用于储存液态二氧化碳；液化组件，能够利用所述火电机组提供的电能，从所述储气罐中获取气态二氧化碳，并转换为液态二氧化碳注入到所述储液罐中；气化组件，能够从所述储液罐中获取液态二氧化碳，并转换为气态二氧化碳注入到所述储气罐中；蓄热组件，用于吸收火电机组释放的热量，以及吸收二氧化碳液化过程中释放的热量，并能够将热量提供向所述气化组件，以使所述气化组件中的气态或液态二氧化碳升温。储能系统通过对火电机组的余热的回收利用，提高了能源利用效率。

技术研发人员：张家俊,郑平洋,郝佳豪,于泽,越云凯,乃比江·艾合买提
受保护的技术使用者：北京博睿鼎能动力科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14