[發明專利]一種液化二氧化碳儲能系統及其應用

在審

• 申請號: 202011317804.6
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112325497A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 劉展;孫文旭;楊緒青
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: F25B9/00
• 分類號: F25B9/00;F25B9/06;F28D20/02;F25D3/00;F01D15/10;F01K7/32;F01K25/10;F04B25/00;F04B35/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發明公開了一種液化二氧化碳儲能系統及其應用，所述系統采用二氧化碳作為儲能介質，不僅可以更加靈活地使用人造容器，提高系統的能量密度，而且系統形成閉環，可避免向環境釋放溫室氣體；另一方面，本發明公開的液化二氧化碳儲能系統能夠實現電網調頻、削峰填谷，增加可再生能源利用率；所述液化二氧化碳儲能系統，包括：第一壓縮機、第一冷卻器、第一熱罐、第一冷罐、第二加熱器、第一膨脹機、第三膨脹機、蓄冷器、節流閥、第一液態二氧化碳儲罐、第二冷罐、第三冷卻器、第三加熱器、第二熱罐、第四加熱器、第五泵、第三冷罐、第二液態二氧化碳儲罐、第三熱罐、分離器、第四膨脹機和第四冷卻器。

技術領域

本發明屬于二氧化碳儲能技術領域，特別涉及一種液化二氧化碳儲能系統及其應用。

背景技術

隨著節能減排得到越來越多國家重視，儲能技術作為一種平滑可再生能源波動、實現傳統電力系統調峰調頻、提升可再生能源并網靈活性的重要手段，得到了快速的發展。壓縮空氣儲能是一種重要的儲能技術，其工作原理是在用電低峰期利用多余的電能壓縮空氣并將其儲存在儲氣穴中；在用電高峰期釋放高壓空氣，空氣經過加熱后在膨脹機中做功，帶動發電機產生電能。雖然該技術已經得到商業化運行，但其在釋能過程中依賴化石燃料加熱高壓空氣，造成了溫室氣體排放，并且該技術存在儲能密度低，需要特定的地理條件建造大型儲氣室等問題，限制了壓縮空氣儲能的發展。

綜上，亟需一種新的液化二氧化碳儲能系統及其應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種液化二氧化碳儲能系統及其應用，以解決上述存在的一個或多個技術問題。一方面，本發明采用二氧化碳作為儲能介質，不僅可以更加靈活地使用人造容器，提高系統的能量密度，而且系統形成閉環，可避免向環境釋放溫室氣體；另一方面，本發明公開的液化二氧化碳儲能系統能夠實現電網調頻、削峰填谷，增加可再生能源利用率。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的一種液化二氧化碳儲能系統，包括：第一壓縮機、第一冷卻器、第一熱罐、第一冷罐、第二加熱器、第一膨脹機、第三膨脹機、蓄冷器、節流閥、第一液態二氧化碳儲罐、第二冷罐、第三冷卻器、第三加熱器、第二熱罐、第四加熱器、第五泵、第三冷罐、第二液態二氧化碳儲罐、第三熱罐、分離器、第四膨脹機和第四冷卻器；

第一壓縮機的出口與第一冷卻器的第一進口相連通，第一冷卻器的第一出口與第四冷卻器的第一進口相連通；第一冷卻器的第二進口與第一冷罐的出口相連通，第一冷卻器的第二出口與第一熱罐的進口相連通；第一熱罐的出口與第二加熱器的第一進口相連通，第二加熱器的第一出口與第一冷罐的進口相連通；

第四冷卻器的第二進口與第三冷罐的出口相連通，第四冷卻器的第二出口與第三熱罐的進口相連通；第三熱罐的出口與第四加熱器的第一進口相連通，第四加熱器的第一出口與第三冷罐的進口相連通；

第四冷卻器的第一出口與第四膨脹機的進口相連通，第四膨脹機的出口與分離器的進口相連通；分離器的第一出口與第四冷卻器的第三進口相連通，第四冷卻器的第三出口與第一壓縮機的進口相連通；分離器的第二出口與第二液態二氧化碳儲罐的進口相連通，第二液態二氧化碳儲罐的出口經第五泵與第四加熱器的第二進口相連通，第四加熱器的第二出口與第二加熱器的第二進口相連通；

第三膨脹機的進口與第二加熱器的第二出口相連通，第三膨脹機的出口與第三冷卻器的第一進口相連通，第三冷卻器的第一出口與第一膨脹機的進口相連通，第一膨脹機的出口與蓄冷器的第一進口相連通，蓄冷器的第一出口與第一液態二氧化碳儲罐的進口相連通，第一液態二氧化碳儲罐的出口經節流閥與蓄冷器的第二進口相連通；蓄冷器的第二出口與第三加熱器的第一進口相連通，第三加熱器的第一出口與第一壓縮機的進口相連通；

第三加熱器的第二出口與第二冷罐的進口相連通，第二冷罐的出口與第三冷卻器的第二進口相連通，第三冷卻器的第二出口與第二熱罐的進口相連通，第二熱罐的出口與第三加熱器的第二進口相連通。