[發(fā)明專(zhuān)利]一種可固碳的抽水蓄能系統(tǒng)及其運(yùn)行方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310361846.7
• 申請(qǐng)日: 2023-04-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116498477A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 和孫文;張社榮;王超;嚴(yán)磊;王梟華;張耀飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電力建設(shè)股份有限公司;天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F03B13/06
• 分類(lèi)號(hào): F03B13/06;F04B41/02;F01K25/10;F01K7/32;F28D20/00
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 劉海蓮

1.一種可固碳的抽水蓄能系統(tǒng)，其特征在于，包括

CO₂壓縮儲(chǔ)能單元，其包括CO₂壓縮組件和至少兩個(gè)儲(chǔ)氣罐；其中至少兩個(gè)所述儲(chǔ)氣罐的輸入端和輸出端分別通過(guò)CO₂壓縮管路與所述CO₂壓縮組件連接；所述CO₂壓縮組件用于壓縮氣體CO₂并生成高壓CO₂；高壓CO₂通過(guò)CO₂釋能管路進(jìn)入下游的蓄液做功單元；以及

所述蓄液做功單元，其包括通入氣體CO₂分別做功的勢(shì)能做功組件和CO₂發(fā)電做功組件；其中所述勢(shì)能做功組件包括按照工質(zhì)液體循環(huán)流通方向依次設(shè)置的上游水庫(kù)、上游蓄液井、水輪發(fā)電機(jī)、下游調(diào)壓井和下游水庫(kù)；所述CO₂發(fā)電做功組件包括超臨界CO₂循環(huán)發(fā)電機(jī)；所述上游蓄液井中包括氣室，所述氣室與所述儲(chǔ)氣罐連通；所述超臨界CO₂循環(huán)發(fā)電機(jī)的輸入端通入超臨界狀態(tài)的CO₂，其輸出端與所述CO₂壓縮組件連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽水蓄能系統(tǒng)，其特征在于，所述CO₂壓縮儲(chǔ)能單元還包括CO₂儲(chǔ)液組件，其通過(guò)CO₂釋能管路與所述儲(chǔ)氣罐的輸出端連通；所述CO₂儲(chǔ)液組件包括氣液分離器和液室；其中氣液分離器的輸入端與所述儲(chǔ)氣罐連接，其液體輸出端與所述液室連接且其氣體輸出端與所述勢(shì)能做功組件連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抽水蓄能系統(tǒng)，其特征在于，還包括換熱單元，其分別與所述CO₂壓縮組件和所述蓄液做功單元換熱連接，用于將所述CO₂壓縮組件產(chǎn)生的壓縮熱存儲(chǔ)并向所述蓄液做功單元提供熱量。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的抽水蓄能系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱單元包括存儲(chǔ)有換熱介質(zhì)的儲(chǔ)熱裝置和與所述儲(chǔ)熱裝置連接的多級(jí)級(jí)間換熱器；所述CO₂壓縮組件包括多級(jí)壓縮機(jī)，其中多級(jí)所述級(jí)間換熱器與所述多級(jí)壓縮機(jī)對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述儲(chǔ)熱裝置中的換熱介質(zhì)通入所述級(jí)間換熱器內(nèi)與多級(jí)所述壓縮機(jī)輸出的高壓CO₂熱交換后回流入所述儲(chǔ)熱裝置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抽水蓄能系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱單元還包括第一換熱器和第三換熱器；所述第一換熱器和所述第三換熱器的熱側(cè)的輸入端和輸出端均分別與所述儲(chǔ)熱裝置的輸出端和輸入端連接；所述第一換熱器的冷側(cè)的輸入端連接所述儲(chǔ)氣罐，其冷側(cè)的輸出端連接所述氣室；所述第三換熱器的冷側(cè)的輸入端連接所述氣室，其冷側(cè)的輸出端連接所述儲(chǔ)氣罐。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抽水蓄能系統(tǒng)，其特征在于，至少兩個(gè)所述儲(chǔ)氣罐中均設(shè)置有與其各自對(duì)應(yīng)的自換熱裝置，利用環(huán)境溫度的介質(zhì)進(jìn)行冷卻或加熱所述儲(chǔ)氣罐中存儲(chǔ)的高壓CO₂。

7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的抽水蓄能系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱單元還包括第二換熱器；所述第二換熱器的熱側(cè)的輸入端和輸出端均分別與所述儲(chǔ)熱裝置的輸出端和輸入端連接；所述第二換熱器的冷側(cè)的輸入端和輸出端均連通所述液室，用以維持所述液室內(nèi)液體CO₂的溫度。

8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的抽水蓄能系統(tǒng)，其特征在于，所述氣室的輸出端與所述儲(chǔ)氣罐的輸入端之間通過(guò)回氣管路連接，所述回氣管路與所述液室連通；所述液室、所述回氣管路上以及所述回氣管路與所述液室之間的連通管路上均設(shè)有調(diào)壓裝置。