[發明專利]一種跨臨界風力直接壓縮二氧化碳循環發電方法及裝置

在審

• 申請號: 202210148078.2
• 申請日: 2022-02-17
• 公開（公告）號: CN115288937A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 曹正;張龍;張磊
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: F03D9/17
• 分類號: F03D9/17;F01D15/10
• 代理公司: 北京棘龍知識產權代理有限公司 11740
• 代理人: 李改平

1.一種跨臨界風力直接壓縮二氧化碳循環發電方法，其特征在于，所述跨臨界風力直接壓縮二氧化碳循環發電方法包括：

步驟一，風力機直接帶動壓縮機絕熱壓縮二氧化碳至超臨界壓力；風力機至調峰站高壓二氧化碳輸送管道為絕熱傳輸；

步驟二，二氧化碳進入風電場調峰站后，通過第一換熱器和節流閥后二氧化碳被液化儲存絕熱罐中，罐體頂部氣態通過管道重新吸入壓縮機；

步驟三，發電時打開罐體電磁閥后，液態二氧化碳經過第二換熱器吸熱后快速氣化，推動膨脹機工作發電，排氣被重新吸入壓縮機再循環壓縮。

2.如權利要求1所述的跨臨界風力直接壓縮二氧化碳循環發電方法，其特征在于，所述第一換熱器與第二換熱器之間依靠熱平衡水池中的水分別進行吸熱和放熱達到平衡。

3.一種實施權利要求1～2任意一項所述跨臨界風力直接壓縮二氧化碳循環發電方法的跨臨界風力直接壓縮二氧化碳循環發電裝置，其特征在于，所述跨臨界風力直接壓縮二氧化碳循環發電裝置設置有風力機；

所述風力機直接帶動壓縮機；

壓縮機的輸出管路通過絕熱管路連接第一換熱器，將壓縮機產生的高溫高壓二氧化碳降溫后變為低溫高壓，置換的熱量存儲在熱平衡水池中；所述第一換熱器通過管路、節流閥連接后被液化存儲在絕熱二氧化碳罐體；

所述絕熱二氧化碳罐體通過下端的罐體電磁閥連接第二換熱器；

所述第二換熱器通過管路連接膨脹機；所述膨脹機通過管路連接壓縮機的回路管路。

4.如權利要求3所述的跨臨界風力直接壓縮二氧化碳循環發電裝置，其特征在于，所述風力機通過齒輪箱連接壓縮機。

5.如權利要求3所述的跨臨界風力直接壓縮二氧化碳循環發電裝置，其特征在于，所述風力機為多個。

6.如權利要求3所述的跨臨界風力直接壓縮二氧化碳循環發電裝置，其特征在于，所述絕熱二氧化碳罐體為多個，并通過氣態回收壓縮管路連接壓縮機的回路管路。

7.如權利要求3所述的跨臨界風力直接壓縮二氧化碳循環發電裝置，其特征在于，所述第一換熱器、第二換熱器均通過管路連接熱平衡水池。

8.如權利要求7所述的跨臨界風力直接壓縮二氧化碳循環發電裝置，其特征在于，所述熱平衡水池通過循環泵連接第一換熱器、第二換熱器。

9.如權利要求3所述的跨臨界風力直接壓縮二氧化碳循環發電裝置，其特征在于，所述膨脹機通過低壓緩沖罐連接壓縮機的回路管路，用于膨脹后二氧化碳壓力降低，體積自然增大，將二氧化碳再重新被吸入壓縮機。

10.一種如權利要求3～9任意一項所述跨臨界風力直接壓縮二氧化碳循環發電裝置的控制方法，其特征在于，所述跨臨界風力直接壓縮二氧化碳循環發電裝置的控制方法包括：將普通風機的發電機構改為空氣壓縮機；同心軸將風機葉片的動能傳導至轉向齒輪箱的輸入軸，兩根軸利用聯軸器連接，聯軸器結構輸入端為夾緊箍結構，輸出端為脹緊結構，使支撐桿和轉向齒輪箱的輸入軸連接為一個整體；利用轉向齒輪箱改變傳動方向，利用加速齒輪箱的力矩進行轉速提升，利用電磁制動器在風力過大時制動風機；在管路中利用輸出電磁閥控制壓縮二氧化碳的輸出，風力過大時，遠程控制電磁制動器控制風機停止并關閉電磁閥，再接入總管；所述轉向齒輪箱的輸入端與垂直軸風機的同心軸下端連接，所述轉向齒輪箱的輸出端與加速齒輪箱的輸入端連接，所述加速齒輪箱的輸出端與螺桿壓縮機連接；所述螺桿壓縮機外端連接有進氣口和出氣口，所述出氣口通過輸出電磁閥與壓縮機的輸出管路連通。