本技術(shù)屬于可再生能源發(fā)電，電網(wǎng)調(diào)峰和壓縮氣體儲(chǔ)能等，具體涉及一種節(jié)水型壓縮二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、壓縮二氧化碳儲(chǔ)能技術(shù)是利用壓縮機(jī)將電網(wǎng)富余電能轉(zhuǎn)換成二氧化碳的內(nèi)能儲(chǔ)存起來(lái)，在需要時(shí)，再通過(guò)膨脹做功將二氧化碳的內(nèi)能重新轉(zhuǎn)化為電能。有研究者提出擁有自冷凝循環(huán)系統(tǒng)的壓縮二氧化碳儲(chǔ)能技術(shù)，其通過(guò)存儲(chǔ)釋能時(shí)高壓液態(tài)二氧化碳的蒸發(fā)釋放的冷量為蓄能時(shí)高壓二氧化碳的冷凝提供冷源，無(wú)需特定的冷卻機(jī)組，可以提高壓縮二氧化碳儲(chǔ)能技術(shù)的效率、減少系統(tǒng)投資成本。但同時(shí)，冷凝和蒸發(fā)過(guò)程則需要大量的低溫?zé)崃?，這會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)中龐大的蓄水量；另一方面，在蓄能過(guò)程中，高壓液態(tài)二氧化碳儲(chǔ)罐由6mpa的飽和氣體增壓到8mpa的液體(25度左右)是氣體增壓過(guò)程，因此蓄能過(guò)程中需要實(shí)時(shí)對(duì)高壓液態(tài)二氧化碳儲(chǔ)罐進(jìn)行散熱。

2、因此，亟需一種節(jié)水型壓縮二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的在于提供一種節(jié)水型壓縮二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)，以解決上述存在的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)問(wèn)題。本實(shí)用新型提供的節(jié)水型壓縮二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)，可解決現(xiàn)有的帶有自冷凝循環(huán)的壓縮二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)中低壓水蓄水量大，液態(tài)儲(chǔ)罐中熱量無(wú)法有效散出的技術(shù)問(wèn)題。

2、為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

3、一種節(jié)水型壓縮二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括：儲(chǔ)氣包、壓縮單元、液化單元、液態(tài)儲(chǔ)罐、泵、膨脹單元、冷卻塔；所述儲(chǔ)氣包與所述壓縮單元、所述液化單元、所述液態(tài)儲(chǔ)罐、所述泵、所述膨脹單元依次連接；所述儲(chǔ)氣包用于儲(chǔ)存低壓氣態(tài)二氧化碳；所述壓縮單元用于將所述儲(chǔ)氣包內(nèi)的氣態(tài)二氧化碳?jí)嚎s至超臨界狀態(tài)；所述液化單元用于將高壓二氧化碳冷凝成液體；所述液態(tài)儲(chǔ)罐用于儲(chǔ)存冷凝后的液態(tài)二氧化碳；所述泵用于將從液態(tài)儲(chǔ)罐中抽出液態(tài)二氧化碳并增壓；所述膨脹單元用于將高壓二氧化碳膨脹做功；所述冷卻塔用于為液化單元和液態(tài)儲(chǔ)罐提供持續(xù)冷量；

4、所述壓縮單元包括：依次交替連接第一壓縮機(jī)、第一換熱器、第二壓縮機(jī)、第二換熱器；所述第一壓縮機(jī)進(jìn)口與所述儲(chǔ)氣包出口相連接，所述第二換熱器與所述液化單元相連接；

5、所述液化單元包括；冷凝器；所述冷凝器熱側(cè)通道進(jìn)口與所述第二換熱器出口相連接，出口與所述液態(tài)儲(chǔ)罐進(jìn)口相連接；

6、所述液態(tài)儲(chǔ)罐內(nèi)罐壁設(shè)有冷卻水套，用以保持儲(chǔ)罐內(nèi)部溫度的恒定；所述液態(tài)儲(chǔ)罐出口設(shè)有閥門；

7、所述泵進(jìn)口與液態(tài)儲(chǔ)罐二氧化碳出口相連接，出口與所述膨脹單元相連接；

8、所述膨脹單元包括：依次交替連接的第三換熱器、第一膨脹機(jī)、第四換熱器、第二膨脹機(jī)；所述第三換熱器進(jìn)口與所述泵出口相連接，所述第二膨脹機(jī)出口與所述儲(chǔ)氣包進(jìn)口相連接；所述第二膨脹機(jī)出口設(shè)有散熱器。

9、本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述一種節(jié)水型壓縮二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)還包括蓄熱單元，所述蓄熱單元包括：蓄熱罐、第一水泵、蓄冷罐、第二水泵；

10、所述蓄冷罐出口分別經(jīng)過(guò)所述第一換熱器和所述第二換熱器低溫側(cè)通道連接至所述蓄熱罐；所述蓄冷罐出口處設(shè)有所述第二水泵；

11、所述蓄熱罐出口分別經(jīng)過(guò)第三換熱器和第四換熱器熱高溫側(cè)通道連接至所述蓄冷罐進(jìn)口；所述蓄熱罐出口處設(shè)有所述第一水泵。

12、本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述冷卻塔出口經(jīng)過(guò)所述冷凝器低溫側(cè)通道連接至所述冷卻塔進(jìn)口；所述冷凝器低溫側(cè)通道進(jìn)口處設(shè)有第三水泵；所述冷卻塔出口經(jīng)過(guò)所述液態(tài)儲(chǔ)罐冷卻水套連接至所述冷卻塔進(jìn)口；所述液態(tài)儲(chǔ)罐冷卻水套進(jìn)口處設(shè)有第四水泵。

13、與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為：

14、1.本實(shí)用新型提供的一種節(jié)水型壓縮二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)，采用冷卻塔循環(huán)單元，利用環(huán)境水換熱，不需要大量的蓄水量。

15、2.本實(shí)用新型提供的一種節(jié)水型壓縮二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)，在液態(tài)儲(chǔ)罐內(nèi)部設(shè)置冷卻水套并與冷卻塔相連接，將液態(tài)儲(chǔ)罐中增壓過(guò)程產(chǎn)生的額外熱量耗散。

技術(shù)特征：

1.一種節(jié)水型壓縮二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，包括：儲(chǔ)氣包(1)、壓縮單元、液化單元、液態(tài)儲(chǔ)罐(8)、泵(9)、膨脹單元、冷卻塔(19)；所述儲(chǔ)氣包(1)與所述壓縮單元、所述液化單元、所述液態(tài)儲(chǔ)罐(8)、所述泵(9)、所述膨脹單元依次連接；所述儲(chǔ)氣包(1)用于儲(chǔ)存低壓氣態(tài)二氧化碳；所述壓縮單元用于將所述儲(chǔ)氣包(1)內(nèi)的氣態(tài)二氧化碳?jí)嚎s至超臨界狀態(tài)；所述液化單元用于將高壓二氧化碳冷凝成液體；所述液態(tài)儲(chǔ)罐(8)用于儲(chǔ)存冷凝后的液態(tài)二氧化碳；所述泵(9)用于將從液態(tài)儲(chǔ)罐中抽出液態(tài)二氧化碳并增壓；所述膨脹單元用于將高壓二氧化碳膨脹做功；所述冷卻塔(19)用于為液化單元和液態(tài)儲(chǔ)罐(8)提供持續(xù)冷量；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)水型壓縮二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，還包括蓄熱單元，所述蓄熱單元包括：蓄熱罐(15)、第一水泵(16)、蓄冷罐(17)、第二水泵(18)；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)水型壓縮二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻塔(19)出口經(jīng)過(guò)所述冷凝器(6)低溫側(cè)通道連接至所述冷卻塔(19)進(jìn)口；所述冷凝器(6)低溫側(cè)通道進(jìn)口處設(shè)有第三水泵(20)；所述冷卻塔(19)出口經(jīng)過(guò)所述液態(tài)儲(chǔ)罐(8)冷卻水套連接至所述冷卻塔(19)進(jìn)口；所述液態(tài)儲(chǔ)罐(8)冷卻水套進(jìn)口處設(shè)有第四水泵。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開(kāi)了一種節(jié)水型壓縮二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)及運(yùn)行方法，該系統(tǒng)包括儲(chǔ)氣包、壓縮單元、液化單元、液態(tài)儲(chǔ)罐、泵、膨脹單元、冷卻塔；本技術(shù)提供的儲(chǔ)能系統(tǒng)，以冷卻塔循環(huán)單元代替低溫水循環(huán)系統(tǒng)，采用環(huán)境水換熱，減少了系統(tǒng)的蓄水量。在液態(tài)儲(chǔ)罐內(nèi)部設(shè)置冷卻水套并于冷卻塔相連接，將節(jié)流過(guò)程產(chǎn)生的額外熱量耗散，解決了液態(tài)儲(chǔ)罐內(nèi)二氧化碳溫度分布不均勻的問(wèn)題。本技術(shù)提供的節(jié)水型壓縮二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、無(wú)地理限制、換熱成本低、可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)提高可再生能源利用率、維護(hù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定性、電網(wǎng)調(diào)頻等的目的。

技術(shù)研發(fā)人員：劉展,劉俊偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：青島科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20231221
技術(shù)公布日：2024/9/17