[發明專利]一種回收煙氣中潛熱的火電系統儲能調峰系統及工作方法

在審

• 申請號: 202110343486.9
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN112856849A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 張一帆;李紅智;高煒;李凱倫;張磊
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F25B9/00
• 分類號: F25B9/00;F25B30/02;F25B40/06;F25B41/40;F25B41/30;F25B39/00;F28D20/00;F01D15/10
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種回收煙氣中潛熱的火電系統儲能調峰系統，其特征在于，包括煙氣冷卻回路、二氧化碳熱泵回路和儲能回路；所述煙氣冷卻回路和二氧化碳熱泵回路通過水-二氧化碳換熱器(4)進行熱量交換；二氧化碳熱泵回路和儲能回路通過二氧化碳-顆粒/熔鹽換熱器(8)進行熱量交換。

2.根據權利要求1所述的一種回收煙氣中潛熱的火電系統儲能調峰系統，其特征在于：所述煙氣冷卻回路包括煙道(1)、煙氣冷卻器(2)、水泵(3)和水-二氧化碳換熱器(4)；其中煙氣冷卻器(2)布置在煙道(1)內，實現冷卻水和煙氣的換熱；水泵(3)出口依次和水-二氧化碳換熱器(4)熱側、煙氣冷卻器(2)冷側連接，再和水泵(3)入口相連，形成閉式冷卻水循環。

3.根據權利要求1所述的一種回收煙氣中潛熱的火電系統儲能調峰系統，其特征在于：所述二氧化碳熱泵回路包括水-二氧化碳換熱器(4)、回熱器(5)、壓縮機(6)、電動機(7)、二氧化碳-顆粒/熔鹽換熱器(8)和節流閥(9)；其中水-二氧化碳換熱器(4)冷側出口依次和回熱器(5)冷側、壓縮機(6)相連通；壓縮機(6)出口依次和二氧化碳-顆粒/熔鹽換熱器(8)熱側、回熱器(5)熱側、節流閥(9)相連通；最終節流閥(9)出口與水-二氧化碳換熱器(4)冷側入口相連通，形成閉環。

4.根據權利要求3所述的一種回收煙氣中潛熱的火電系統儲能調峰系統，其特征在于：所述壓縮機(6)與電動機(7)同軸布置。

5.根據權利要求1所述的一種回收煙氣中潛熱的火電系統儲能調峰系統，其特征在于：所述儲能回路包括冷罐(10)、泵(11)、二氧化碳-顆粒/熔鹽換熱器(8)和熱罐(12)；其中冷罐(10)出口通過泵(11)、二氧化碳-顆粒/熔鹽換熱器(8)冷側和熱罐(12)相連通；熱罐(12)出口和冷罐(10)之間根據用戶實際需求接入集中供熱裝置或余熱發電裝置。

6.權利要求1至5任一項所述的一種回收煙氣中潛熱的火電系統儲能調峰系統的工作方法，其特征在于：煙氣冷卻回路中：水泵(3)將冷卻水送至水-二氧化碳換熱器(4)熱側，將熱量傳遞給二氧化碳，隨后降溫后的冷卻水被送至煙氣冷卻器(2)吸收煙氣中的低品位余熱，升溫后的水回到水泵(3)入口；

二氧化碳熱泵回路中：二氧化碳經過壓縮機(6)升壓后，被送至二氧化碳-顆粒/熔鹽換熱器(8)熱側對顆粒/熔鹽進行加熱，隨后被送至回熱器(5熱側進行降溫；降溫后的二氧化碳被送至節流閥(9)降壓并進入氣液兩相區，兩相態的二氧化碳則進入水-二氧化碳換熱器(4)冷側吸收冷卻水中的低品位熱量；吸熱后的二氧化碳飽和氣經回熱器(5)升溫后再次回到壓縮機(6)入口。至此形成壓縮式熱泵循環；

儲能回路中：冷罐(10)中的顆粒/熔鹽被泵(11)送入二氧化碳-顆粒/熔鹽換熱器(8)加熱，加熱后的顆粒/熔鹽被送入熱罐(12)儲存；熱罐(12)出口和冷罐(10)之間根據用戶實際需求接入集中供熱裝置或余熱發電裝置。