[發明專利]一種以二氧化碳為工質的壓縮氣體儲能系統

有效

• 申請號: 201310382394.7
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103452612B
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 楊科;張遠;李雪梅;徐建中
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F01K25/04
• 分類號: F01K25/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種以二氧化碳為工質的壓縮氣體儲能系統，包括：二氧化碳供應 單元、二氧化碳壓縮儲能單元、二氧化碳膨脹釋能單元、載熱介質循環回路， 其特征在于：

所述二氧化碳供應單元包括常壓二氧化碳存儲器(1)；

所述二氧化碳壓縮儲能單元包括低壓級二氧化碳壓縮機(6)、高壓級 二氧化碳壓縮機(7)、液態二氧化碳存儲段泵(16)、超臨界二氧化碳存儲 段泵(17)、液態二氧化碳存儲器(21)及超臨界二氧化碳存儲器(24)， 其中，

--所述低壓級二氧化碳壓縮機(6)的進氣口通過管路與所述常壓二氧化 碳存儲器(1)的出氣口連通，所述低壓級二氧化碳壓縮機(6)產生的高壓 氣體穿過低壓級冷卻器(10)的熱流體側后，經氣體管路通入所述高壓級二 氧化碳壓縮機(7)的進氣口；

--所述高壓級二氧化碳壓縮機(7)產生的高壓氣體穿過高壓級冷卻器 (11)的熱流體側后，一部分經帶有液態二氧化碳存儲段開關閥(12)的氣 體管路通入所述液態二氧化碳存儲段泵(16)，所述液態二氧化碳存儲段泵 (16)產生的高壓氣體穿過液態二氧化碳存儲段冷卻器(20)的熱流體側后 進入所述液態二氧化碳存儲器(21)，另一部分經帶有超臨界二氧化碳存儲 段開關閥(13)的氣體管路通入所述超臨界二氧化碳存儲段泵(17)，所述 超臨界二氧化碳存儲段泵(17)產生的高壓氣體通入所述超臨界二氧化碳存 儲器(24)上容腔；

--所述液態二氧化碳存儲器(21)存儲的液態二氧化碳，經設有液態二 氧化碳供應段開關閥(22)的供液管路通入所述超臨界二氧化碳存儲器(24) 下容腔，所述超臨界二氧化碳存儲器(24)下容腔存儲的液態二氧化碳，經 設有液態二氧化碳回流段開關閥(23)的供液管路通入所述液態二氧化碳存 儲器(21)；

所述二氧化碳膨脹釋能單元包括高壓級二氧化碳膨脹機(37)及低壓級 二氧化碳膨脹機(38)，其中，

--所述超臨界二氧化碳存儲器(24)存儲的高壓氣體，經設有超臨界二 氧化碳釋能段開關閥(33)的氣體管路依次通入預熱用換熱器(34)和高壓 級換熱器(35)的冷流體側后通入所述高壓級二氧化碳膨脹機(37)；

--所述高壓級二氧化碳膨脹機(37)膨脹后的氣體，經氣體管路通入低 壓級換熱器(36)的冷流體側后通入所述低壓級二氧化碳膨脹機(38)；

--所述低壓級二氧化碳膨脹機(38)膨脹后的氣體流入常壓二氧化碳存 儲器(1)；

所述載熱介質循環回路包括載熱介質供應器(25)、高壓級儲熱器(26)、 低壓級儲熱器(27)及預熱用儲熱器(28)，所述載熱介質供應器(25)中 的載熱介質經管路分別通入低壓級冷卻器(10)、高壓級冷卻器(11)、液 態二氧化碳存儲段冷卻器(20)的冷流體側后進入所述低壓級儲熱器(27)、 高壓級儲熱器(26)、預熱用儲熱器(28)，所述低壓級儲熱器(27)、高 壓級儲熱器(26)、預熱用儲熱器(28)中的載熱介質經管路分別通入低壓 級換熱器(36)、高壓級換熱器(35)、預熱用換熱器(34)的熱流體側后 進入所述載熱介質供應器(25)。

2.根據權利要求1所述的壓縮氣體儲能系統，其特征在于，所述載熱介 質供應器(25)通過一共同的低溫載熱介質供應管路將載熱介質分送至低壓 級冷卻器(10)、高壓級冷卻器(11)、液態二氧化碳存儲段冷卻器(20) 的冷流體側，位于載熱介質供應器(25)和液態二氧化碳存儲段冷卻器(20) 之間的供應管路上設有預熱用儲熱器存儲段開關閥(29)。

3.根據權利要求2所述的壓縮氣體儲能系統，其特征在于，所述低壓級 儲熱器(27)、高壓級儲熱器(26)、預熱用儲熱器(28)分別通過各自獨 立的高溫載熱介質供應管路將載熱介質分別送至低壓級換熱器(36)、高壓 級換熱器(35)、預熱用換熱器(34)的熱流體側，其中，所述低壓級儲熱 器(27)與低壓級換熱器(36)之間的供應管路上設有低壓級儲熱器開關閥 (32)，所述高壓級儲熱器(26)與高壓級換熱器(35)之間的供應管路上 設有高壓級儲熱器開關閥(31)，所述預熱用儲熱器(28)與預熱用換熱器 (34)之間的供應管路上設有預熱用儲熱器釋能段開關閥(30)。