CN114198168B - 一种利用干冰的混合储能系统及其操作方法 - Google Patents

一种利用干冰的混合储能系统及其操作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114198168B
CN114198168B CN202111482094.7A CN202111482094A CN114198168B CN 114198168 B CN114198168 B CN 114198168B CN 202111482094 A CN202111482094 A CN 202111482094A CN 114198168 B CN114198168 B CN 114198168B
Authority
CN
China
Prior art keywords
storage tank
heat exchanger
outlet
inlet
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111482094.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114198168A (zh
Inventor
谢永慧
黄丞明
张荻
孙磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN202111482094.7A priority Critical patent/CN114198168B/zh
Publication of CN114198168A publication Critical patent/CN114198168A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114198168B publication Critical patent/CN114198168B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K21/00—Steam engine plants not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
    • F01K25/10—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours the vapours being cold, e.g. ammonia, carbon dioxide, ether
    • F01K25/103—Carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F03B11/02—Casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/06—Stations or aggregates of water-storage type, e.g. comprising a turbine and a pump
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

本发明一种利用干冰的混合储能系统及其操作方法，该系统包括制干冰机等，制干冰机的出口通过储气罐与第一换热器的第一进口相连，第一换热器的第一出口与第二换热器的第一进口相连，第二换热器的第一出口与储水罐的第一进口相连，储水罐的第一出口通过压缩机与第二换热器的第二进口相连，第二换热器的第二出口通过储液罐、第二循环泵和第三换热器与透平的进口相连，透平的出口与第一换热器的第二进口相连，第一换热器的第二出口与制干冰机相连，蓄水池的出口通过第一循环泵和储水罐与水轮机的进口相连，水轮机的出口与蓄水池的进口相连。该控制方法具有用电低谷和用电高峰两种控制方式。本发明能够满足较广范围的储能应用，且布置灵活，易于推广。

Description

一种利用干冰的混合储能系统及其操作方法
技术领域
本发明属于储能技术领域，具体涉及一种利用干冰的混合储能系统及其操作方法。
背景技术
为应对化石能源过度开发利用带来的能源与环境危机，以新能源大规模开发利用为特征的新一轮能源变革正在世界范围内蓬勃兴起。然而新能源发电存在随机性、间歇性和波动性，这使得电网和电力供应系统的安全性和稳定性备受考验。针对这一问题，储能技术因其具有分时能量存储与释放的能力，从而可以平抑电网中功率波动，提高电网对新能源电力的接受能力，被认为是解决该问题的有效途径。
受限于技术水平等因素，目前能够实现大规模应用的储能技术只有抽水蓄能技术和压缩气体储能技术。但传统的抽水蓄能技术对地形条件有严格的限制，必须要有足够的落差才具有可行性。而传统的压缩气体储能以高压空气进行存储，同样受限于地形条件，需要较大体积的储气洞穴，同时还需要额外的燃料提供热量以保证其功率，在此基础上发展而来的绝热压缩空气储能技术虽摆脱了对额外燃料的依赖，但只要储能过程中空气以气态进行存储，系统就会存在储能密度低的问题，而由于空气临界温度(约-193℃)较低，导致其不仅难以液化，还对部件材料的要求较高。
因此，亟需开发一种新型的储能系统，以解决抽水蓄能技术和压缩气体储能技术受地形条件制约，以及压缩气体储能技术储能密度受限的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用干冰的混合储能系统及其操作方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明的混合储能系统，能够耦合抽水蓄能系统和压缩二氧化碳储能系统，解决其受地形条件制约的问题，并提高储能容量与储能密度，同时可实现多种等级的能量存储及释放功能，能够满足较广范围的储能应用，相关参数容易实现，布置灵活，易于推广。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用干冰的混合储能系统，包括制干冰机、储气罐、第一换热器、第二换热器、储水罐、水轮机、第一发电机、蓄水池、第一循环泵、压缩机、储液罐、第二循环泵、第三换热器、透平和第二发电机；
制干冰机的出口与储气罐的进口相连，储气罐的出口与第一换热器的第一进口相连，第一换热器的第一出口与第二换热器的第一进口相连，第二换热器的第一出口与储水罐的第一进口相连，储水罐的第一出口与压缩机的进口相连，压缩机的出口与第二换热器的第二进口相连，第二换热器的第二出口与储液罐的进口相连，储液罐的出口与第二循环泵的进口相连，第二循环泵的出口与第三换热器的第一进口相连，第三换热器的第一出口与透平的进口相连，透平的主轴与第二发电机相连，透平的出口与第一换热器的第二进口相连，第一换热器的第二出口与制干冰机相连，蓄水池的出口与第一循环泵的进口相连，第一循环泵的出口与储水罐的第二进口相连，储水罐的第二出口与水轮机的进口相连，水轮机的主轴与第一发电机相连，水轮机的出口与蓄水池的进口相连。
本发明进一步的改进在于，储气罐的出口通过第一控制阀与第一换热器的第一进口相连。
本发明进一步的改进在于，第二换热器的第一出口通过第二控制阀与储水罐的第一进口相连。
本发明进一步的改进在于，储水罐的第一出口通过第三控制阀与压缩机的进口相连。
本发明进一步的改进在于，储水罐的第二出口通过第四控制阀与水轮机的进口相连。
本发明进一步的改进在于，第一循环泵的出口通过第五控制阀与储水罐的第二进口相连。
本发明进一步的改进在于，初始状态下，所有控制阀为关闭状态；
当用户处于用电低谷时，打开第二控制阀和第五控制阀，第一循环泵经电力驱动，将蓄水池中的水抽至储水罐中，达到预定体积后关闭第五控制阀，完成抽水储能过程；与此同时，制干冰机经电力驱动将从第一换热器热流出口排出的二氧化碳气体制成干冰并输送至储气罐中，干冰在储气罐中定容吸热并升华为低温二氧化碳气体，在定容条件下二氧化碳压力得到提高，当其压力达到预设值时打开第一控制阀，低温二氧化碳进入第一换热器中充当冷源，升温后的二氧化碳进入第二换热器中继续充当冷源，并在换热后排入储水罐中，此时关闭第二控制阀，打开第三控制阀，二氧化碳在压缩机的作用下增压后流入第二换热器，并利用从储气罐中流出的低温二氧化碳的冷量进行液化，存储至储液罐中，完成压缩二氧化碳储能过程。
本发明进一步的改进在于，当用户处于用电高峰时，关闭第三控制阀，打开第四控制阀，存储在储水罐中的水在配重及自身势能作用下流入水轮机中做功，水轮机主轴与第一发电机相连，并驱动其发电，做功后的水排入蓄水池，完成抽水释能过程；存储在储液罐中的液态二氧化碳在第二循环泵的作用下流入第三换热器中加热蒸发，气态二氧化碳流入透平中做功，透平的主轴与第二发电机相连，并驱动其发电，做功后的二氧化碳流入第一换热器，与从储气罐中流出的低温二氧化碳换热，冷却后的二氧化碳流入制干冰机中，完成压缩二氧化碳释能过程。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：
本发明提供的利用干冰的混合储能系统，能够耦合抽水蓄能系统和压缩二氧化碳储能系统，解决其受地形条件制约的问题，并提高储能容量与储能密度，同时可实现多种等级的能量存储及释放功能，能够满足较广范围的储能应用，相关参数容易实现，布置灵活，易于推广。
具体的，本发明通过利用干冰定容吸热，升华后的二氧化碳压力得到提升并进入储水罐中进行存储，此时可根据不同的储能与发电的需求选择液化存储或推水做功后再液化存储，释能时也可根据实际需求选择不同方式，实现了抽水蓄能和压缩二氧化碳储能功能的耦合，解决了其受地形条件制约的问题，同时储能容量与储能密度得到提高，并可适应不同的储能与发电需求，满足较广范围的储能应用，相关参数容易实现，布置灵活，易于推广。
本发明中，通过利用干冰升华形成的低温二氧化碳充当冷源，冷却压缩机和透平出口二氧化碳，减少了系统的冷却成本；
本发明中，可通过在储水罐中添加配重，并根据不同的储能与发电需求选配不同重量的配重，同时干冰量也可根据实际需求进行选取，使系统的功率可调，增强了系统的灵活性；
本发明中，系统可布置在居民区中，蓄水池中的水可由经处理后的雨水和生活污水等提供，增强了水资源的循环再利用。
附图说明
图1为本发明实施例的一种利用干冰的混合储能系统的示意图；
附图标记说明：
1、制干冰机；2、储气罐；3、第一换热器；4、第二换热器；5、储水罐；6、水轮机；7、第一发电机；8、蓄水池；9、第一循环泵；10、压缩机；11、储液罐；12、第二循环泵；13、第三换热器；14、透平；15、第二发电机；
101、第一控制阀；102、第二控制阀；103、第三控制阀；104、第四控制阀。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例。基于本发明公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都应属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
请参阅图1所述，本发明实施例公开的一种利用干冰的混合储能系统，包括：制干冰机1、储气罐2、第一换热器3、第二换热器4、储水罐5、水轮机6、第一发电机7、蓄水池8、第一循环泵9、压缩机10、储液罐11、第二循环泵12、第三换热器13、透平14、第二发电机15、第一控制阀101、第二控制阀102、第三控制阀103、第四控制阀104和第五控制阀105。
具体的，本发明实施例的利用干冰的混合储能系统包括：压缩二氧化碳储能子系统、压缩二氧化碳释能子系统、抽水储能子系统和抽水释能子系统。
压缩二氧化碳储能子系统由制干冰机1、储气罐2、第一换热器3、第二换热器4、储水罐5、压缩机10、储液罐11、第一控制阀101、第二控制阀102和第三控制阀103组成。制干冰机1的出口与储气罐2的进口相连，储气罐2的出口通过第一控制阀101与第一换热器3的第一进口相连，第一换热器3的第一出口与第二换热器4的第一进口相连，第二换热器4的第一出口通过第二控制阀102与储水罐5的第一进口相连，储水罐5的第一出口通过第三控制阀103与压缩机10的进口相连，压缩机10的出口与第二换热器4的第二进口相连，第二换热器4的第二出口与储液罐11的进口相连。
压缩二氧化碳释能子系统由制干冰机1、第一换热器3、储水罐5、储液罐11、第二循环泵12、第三换热器13、透平14和第二发电机15组成。储液罐11的出口与第二循环泵12的进口相连，第二循环泵12的出口与第三换热器13的第一进口相连，第三换热器13的第一出口与透平14的进口相连，透平14的主轴与第二发电机15相连，以驱动其发电，透平14的出口与第一换热器3的第二进口相连，第一换热器3的第二出口与制干冰机1相连。
抽水储能子系统由储水罐5、蓄水池8、第一循环泵9和第五控制阀105组成。蓄水池8的出口与第一循环泵9的进口相连，第一循环泵9的出口通过第五控制阀105与储水罐5的第二进口相连。
抽水释能子系统由储水罐5、水轮机6、第一发电机7、蓄水池8和第四控制阀104组成。储水罐5的第二出口通过第四控制阀104与水轮机6的进口相连，水轮机6的主轴与第一发电机7相连，以驱动其发电，水轮机6的出口与蓄水池8的进口相连。
本发明提供的利用干冰的混合储能系统，能够耦合抽水蓄能系统和压缩二氧化碳储能系统，解决其受地形条件制约的问题，并提高储能容量与储能密度，同时可实现多种等级的能量存储及释放功能，能够满足较广范围的储能应用，相关参数容易实现，布置灵活，易于推广。具体的，本发明通过利用干冰定容吸热，升华后的二氧化碳压力得到提升并进入储水罐中进行存储，此时可根据不同的储能与发电的需求选择液化存储或推水做功后再液化存储，释能时也可根据实际需求选择不同方式，实现了抽水蓄能和压缩二氧化碳储能功能的耦合，解决了其受地形条件制约的问题，同时储能容量与储能密度得到提高，并可适应不同的储能与发电需求，满足较广范围的储能应用，相关参数容易实现，布置灵活，易于推广；本发明中，通过利用干冰升华形成的低温二氧化碳充当冷源，冷却压缩机和透平出口二氧化碳，减少了系统的冷却成本；本发明中，可通过在储水罐中添加配重，并根据不同的储能与发电需求选配不同重量的配重，同时干冰量也可根据实际需求进行选取，使系统的功率可调，增强了系统的灵活性；本发明中，系统可布置在居民区中，蓄水池中的水可由经处理后的雨水和生活污水等提供，增强了水资源的循环再利用。
本发明实施例的一种利用干冰的混合储能系统的操作方法，包括以下步骤：
初始状态下，所有控制阀为关闭状态。
当用户处于用电低谷时，打开第二控制阀102和第五控制阀105，本发明的混合储能系统的储能部分开始工作：第一循环泵9经电力驱动，将蓄水池8中的水抽至储水罐5中，达到预定体积后关闭第五控制阀105，完成抽水储能过程；与此同时，制干冰机1经电力驱动将从第一换热器3热流出口排出的二氧化碳气体制成干冰并输送至储气罐2中，干冰在储气罐2中定容吸热并升华为低温二氧化碳气体，在定容条件下二氧化碳压力得到提高，当其压力达到预设值时打开第一控制阀101，低温二氧化碳进入第一换热器3中充当冷源，升温后的二氧化碳进入第二换热器4中继续充当冷源，并在换热后排入储水罐5中，此时关闭第二控制阀102，打开第三控制阀103，二氧化碳在压缩机10的作用下增压后流入第二换热器4，并利用从储气罐2中流出的低温二氧化碳的冷量进行液化，存储至储液罐11中，完成压缩二氧化碳储能过程。
当用户处于用电高峰时，关闭第三控制阀103，打开第四控制阀104，本发明的混合储能系统的释能部分开始工作：存储在储水罐5中的水在配重及自身势能作用下流入水轮机6中做功，水轮机6主轴与第一发电机7相连，并驱动其发电，做功后的水排入蓄水池8，完成抽水释能过程；存储在储液罐11中的液态二氧化碳在第二循环泵12的作用下流入第三换热器13中加热蒸发，气态二氧化碳流入透平14中做功，透平14的主轴与第二发电机15相连，并驱动其发电，做功后的二氧化碳流入第一换热器3，与从储气罐2中流出的低温二氧化碳换热，冷却后的二氧化碳流入制干冰机1中，完成压缩二氧化碳释能过程。
本发明实施例优选的，根据不同的储能与发电的需求，储能过程中的二氧化碳进入储水罐5后可液化存储或推水做功后再液化存储，释能过程中抽水释能和压缩二氧化碳释能也可搭配进行，使系统适应不同的储能与发电需求，满足较广范围的储能应用。
本发明实施例优选的，可通过在储水罐中添加配重，并根据不同的储能与发电需求选配不同重量的配重，同时干冰量也可根据实际需求进行选取，使系统的功率可调，增强了系统的灵活性。
本发明实施例优选的，系统可布置在居民区中，蓄水池中的水可由经处理后的雨水和生活污水等提供，增强了水资源的循环再利用。
综上所述，本发明提出了一种利用干冰的混合储能系统及其操作方法，能够耦合抽水蓄能系统和压缩二氧化碳储能系统，解决其受地形条件制约的问题，并提高储能容量与储能密度，同时可实现多种等级的能量存储及释放功能，能够满足较广范围的储能应用，相关参数容易实现，布置灵活，易于推广。具体的，本发明通过利用干冰定容吸热，升华后的二氧化碳压力得到提升并进入储水罐中进行存储，此时可根据不同的储能与发电的需求选择液化存储或推水做功后再液化存储，释能时也可根据实际需求选择不同方式，实现了抽水蓄能和压缩二氧化碳储能功能的耦合，解决了其受地形条件制约的问题，同时储能容量与储能密度得到提高，并可适应不同的储能与发电需求，满足较广范围的储能应用，相关参数容易实现，布置灵活，易于推广；本发明中，通过利用干冰升华形成的低温二氧化碳充当冷源，冷却压缩机和透平出口二氧化碳，减少了系统的冷却成本；本发明中，可通过在储水罐中添加配重，并根据不同的储能与发电需求选配不同重量的配重，同时干冰量也可根据实际需求进行选取，使系统的功率可调，增强了系统的灵活性；本发明中，系统可布置在居民区中，蓄水池中的水可由经处理后的雨水和生活污水等提供，增强了水资源的循环再利用。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种利用干冰的混合储能系统，其特征在于，包括制干冰机、储气罐、第一换热器、第二换热器、储水罐、水轮机、第一发电机、蓄水池、第一循环泵、压缩机、储液罐、第二循环泵、第三换热器、透平和第二发电机；
制干冰机的出口与储气罐的进口相连，储气罐的出口与第一换热器的第一进口相连，第一换热器的第一出口与第二换热器的第一进口相连，第二换热器的第一出口与储水罐的第一进口相连，储水罐的第一出口与压缩机的进口相连，压缩机的出口与第二换热器的第二进口相连，第二换热器的第二出口与储液罐的进口相连，储液罐的出口与第二循环泵的进口相连，第二循环泵的出口与第三换热器的第一进口相连，第三换热器的第一出口与透平的进口相连，透平的主轴与第二发电机相连，透平的出口与第一换热器的第二进口相连，第一换热器的第二出口与制干冰机相连，蓄水池的出口与第一循环泵的进口相连，第一循环泵的出口与储水罐的第二进口相连，储水罐的第二出口与水轮机的进口相连，水轮机的主轴与第一发电机相连，水轮机的出口与蓄水池的进口相连。
2.根据权利要求1所述的一种利用干冰的混合储能系统，其特征在于，储气罐的出口通过第一控制阀与第一换热器的第一进口相连。
3.根据权利要求2所述的一种利用干冰的混合储能系统，其特征在于，第二换热器的第一出口通过第二控制阀与储水罐的第一进口相连。
4.根据权利要求3所述的一种利用干冰的混合储能系统，其特征在于，储水罐的第一出口通过第三控制阀与压缩机的进口相连。
5.根据权利要求4所述的一种利用干冰的混合储能系统，其特征在于，储水罐的第二出口通过第四控制阀与水轮机的进口相连。
6.根据权利要求5所述的一种利用干冰的混合储能系统，其特征在于，第一循环泵的出口通过第五控制阀与储水罐的第二进口相连。
7.权利要求6所述的一种利用干冰的混合储能系统的操作方法，其特征在于，初始状态下，所有控制阀为关闭状态；
当用户处于用电低谷时，打开第二控制阀和第五控制阀，第一循环泵经电力驱动，将蓄水池中的水抽至储水罐中，达到预定体积后关闭第五控制阀，完成抽水储能过程；与此同时，制干冰机经电力驱动将从第一换热器热流出口排出的二氧化碳气体制成干冰并输送至储气罐中，干冰在储气罐中定容吸热并升华为低温二氧化碳气体，在定容条件下二氧化碳压力得到提高，当其压力达到预设值时打开第一控制阀，低温二氧化碳进入第一换热器中充当冷源，升温后的二氧化碳进入第二换热器中继续充当冷源，并在换热后排入储水罐中，此时打开第三控制阀，二氧化碳在压缩机的作用下增压后流入第二换热器，并利用从储气罐中流出的低温二氧化碳的冷量进行液化，存储至储液罐中，完成压缩二氧化碳储能过程。
8.根据权利要求7所述的一种利用干冰的混合储能系统的操作方法，其特征在于，当用户处于用电高峰时，关闭第三控制阀，打开第四控制阀，存储在储水罐中的水在配重及自身势能作用下流入水轮机中做功，水轮机主轴与第一发电机相连，并驱动其发电，做功后的水排入蓄水池，完成抽水释能过程；存储在储液罐中的液态二氧化碳在第二循环泵的作用下流入第三换热器中加热蒸发，气态二氧化碳流入透平中做功，透平的主轴与第二发电机相连，并驱动其发电，做功后的二氧化碳流入第一换热器，与从储气罐中流出的低温二氧化碳换热，冷却后的二氧化碳流入制干冰机中，完成压缩二氧化碳释能过程。
CN202111482094.7A 2021-12-06 2021-12-06 一种利用干冰的混合储能系统及其操作方法 Active CN114198168B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111482094.7A CN114198168B (zh) 2021-12-06 2021-12-06 一种利用干冰的混合储能系统及其操作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111482094.7A CN114198168B (zh) 2021-12-06 2021-12-06 一种利用干冰的混合储能系统及其操作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114198168A CN114198168A (zh) 2022-03-18
CN114198168B true CN114198168B (zh) 2022-09-02

Family

ID=80650816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111482094.7A Active CN114198168B (zh) 2021-12-06 2021-12-06 一种利用干冰的混合储能系统及其操作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114198168B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114991896B (zh) * 2022-06-07 2023-09-05 西安热工研究院有限公司 一种闭式循环储能系统及方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105927299B (zh) * 2016-04-22 2017-05-03 石家庄新华能源环保科技股份有限公司 一种二氧化碳储能及供能系统
CN107905863B (zh) * 2017-11-06 2020-03-17 西安交通大学 一种分布式超临界二氧化碳调峰蓄能热电冷三联产系统
CN209367808U (zh) * 2018-10-25 2019-09-10 大连旷达科技有限公司 一种回收利用干冰尾气的装置
CN109881956B (zh) * 2019-02-27 2021-03-19 东北电力大学 一种新型抽水储能装置
CN110847988B (zh) * 2019-09-30 2020-08-21 西安交通大学 一种以二氧化碳为工质的调峰储能装置及其控制方法
CN111892054A (zh) * 2020-09-22 2020-11-06 重庆瑞信气体有限公司 一种节能增产的干冰生产装置和方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114198168A (zh) 2022-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110578567B (zh) 一种利用工质变相的压缩空气定压储能发电系统
CN105888742B (zh) 一种高效液空储能/释能系统
CN112325497B (zh) 一种液化二氧化碳储能系统及其应用
CN204141890U (zh) 基于风光互补的吸收压缩复合式地源热泵系统
CN109184837A (zh) Lng动力船燃料冷能全发电梯级利用系统及利用方法
CN112524001B (zh) 一种基于跨临界朗肯循环的热泵储电系统
CN106677969A (zh) 一种储能装置
CN109441741A (zh) 一种基于超临界二氧化碳循环的可调峰储能系统及其控制方法
US20200263831A1 (en) System to recover negative energy from liquefied natural gas
CN109826708A (zh) 一种先进分布式多联供的压缩空气储能系统及应用方法
CN110552750B (zh) 一种非共沸有机朗肯-双喷射冷热电联供系统
CN112502925B (zh) 太阳能地热能联合驱动的跨临界二氧化碳发电系统及方法
CN110847988B (zh) 一种以二氧化碳为工质的调峰储能装置及其控制方法
CN114198168B (zh) 一种利用干冰的混合储能系统及其操作方法
CN204388452U (zh) Lng能量回收系统
CN207194972U (zh) 一种液化天然气冷能发电的动力循环系统
CN105569754B (zh) 利用环境热能对外做功的方法及环境热能做功系统
CN213631046U (zh) 一种液化二氧化碳储能装置
CN104265387A (zh) 一种利用环境热能对外做功的方法
CN204646526U (zh) 一种功冷联供系统
CN112302751B (zh) 耦合跨季节储热的储能发电系统
CN210977618U (zh) 一种燃煤发电机组耦合液化空气储能发电系统
CN115111804A (zh) 冷热电联供系统
CN112943392A (zh) 基于高温热传输泵与有机朗肯循环的储能系统的储电方法
CN221703800U (zh) 一种恒压运行压缩co2储能系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant