[發明專利]熱泵式熔鹽-碳復合儲能供電方法及裝置

在審

• 申請號: 202310478792.2
• 申請日: 2023-04-28
• 公開（公告）號: CN116624242A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 王建強;沈佳杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: F01K25/10
• 分類號: F01K25/10;F01K11/02;F01D15/10;F01K3/00;F01K3/14;F01K17/02
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 楊怡清

1.一種熱泵式熔鹽-碳復合儲能供電方法，其特征在于，其包括如下模式：

基于逆布雷頓循環的蓄熱蓄冷模式：氣體工作介質經壓縮機絕熱壓縮，再與蓄熱系統換熱來進行氣體工作介質的等壓放熱，所述蓄熱系統的蓄熱介質為熔鹽，以蓄熱于熔鹽中，隨后進入透平絕熱膨脹對外做功，然后通過與二氧化碳冷凝器換熱實現氣體工作介質的等壓吸熱和壓縮二氧化碳的等壓放熱，壓縮二氧化碳經等壓放熱后冷凝為液態二氧化碳，并儲存于液態二氧化碳儲罐，然后氣體工作介質再次經壓縮機絕熱壓縮以重復上述過程；

基于布雷頓循環或朗肯循環的發電模式：工作介質在高溫熱機系統中循環，在循環過程中與蓄熱系統換熱來進行氣體工作介質的等壓吸熱，通過與二氧化碳蒸發器換熱實現氣體工作介質的等壓放熱和液態二氧化碳的等壓吸熱，在循環過程中對外做的功用于發電；液態二氧化碳經過二氧化碳蒸發器吸熱后，液態二氧化碳氣化，在氣化過程中二氧化碳的體積膨脹500倍以上，并得到20-60Mpa高壓氣態二氧化碳以對外做功并用于發電。

2.根據權利要求1所述的熱泵式熔鹽-碳復合儲能方法，其特征在于，所述高溫熱機系統為高溫布雷頓熱機系統，在所述高溫布雷頓熱機系統中，氣體工作介質進入壓縮機進行絕熱壓縮，繼而與蓄熱系統換熱來進行氣體工作介質的等壓吸熱，然后進入透平絕熱膨脹對外做功，與二氧化碳蒸發器換熱實現氣體工作介質的等壓放熱；隨后，氣體工作介質再次進入壓縮機以重復上述步驟或排放至外界。

3.根據權利要求1所述的熱泵式熔鹽-碳復合儲能方法，其特征在于，所述高溫熱機系統為高溫朗肯熱機系統，在所述高溫朗肯熱機系統中，液態的朗肯循環工作介質通過工作介質蒸發器與蓄熱系統換熱來進行朗肯循環工作介質的等壓吸熱，成為蒸汽形式的朗肯循環工作介質，蒸汽形式的朗肯循環工作介質在汽輪機中絕熱膨脹做功，排氣在二氧化碳蒸發器中等壓放熱，并凝結為冷凝的液態的朗肯循環工作介質，同時液態二氧化碳吸收朗肯循環工作介質熱量以后蒸發為氣態二氧化碳，最后液態的朗肯循環工作介質經過工質泵絕熱壓縮，再次進入蒸發器并重復上述步驟。

4.根據權利要求1所述的熱泵式熔鹽-碳復合儲能方法，其特征在于，氣體工作介質與二氧化碳蒸發器的換熱使得低溫熱機系統利用二氧化碳蒸發器自高溫熱機系統或空氣吸熱，所述低溫熱機系統為低溫朗肯熱機系統，在所述低溫朗肯熱機系統中，蓄冷系統中的液態二氧化碳進入二氧化碳蒸發器吸收高溫熱機系統的氣體工作介質的熱量，或直接吸收空氣中的熱量，使得液態二氧化碳吸收熱量氣化，在氣化過程中二氧化碳的體積膨脹500倍以上，并得到20-60Mpa的高壓氣態二氧化碳高壓氣態二氧化碳進入低溫熱機透平以進行絕熱膨脹對外做功用于發電，隨后將廢氣收集。

5.根據權利要求1所述的熱泵式熔鹽-碳復合儲能方法，其特征在于，所述氣體工作介質包括空氣、氬氣、氮氣、氦氣或二氧化碳。

6.根據權利要求3所述的熱泵式熔鹽-碳復合儲能方法，其特征在于，所述朗肯循環工作介質包括水、氨水溶液以及烴類、醇類、醚類、酯類、酮類、醛類、酚類、羧酸、胺類、二醇衍生物、雜環類化合物中的至少一種。