CN114484933B - 二氧化碳跨临界储电耦合太阳能储热及二氧化碳储存的循环系统装置及系统方法 - Google Patents

二氧化碳跨临界储电耦合太阳能储热及二氧化碳储存的循环系统装置及系统方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种二氧化碳跨临界储电耦合太阳能储热及二氧化碳储存的循环系统装置及系统方法，所述系统装置由换热器、压缩机、CO2地质储存、太阳能集热器以及膨胀机等部件通过管线构成，并通过控制管线的连通关系构成CO2跨临界储电的正逆循环、CO2跨临界储电耦合太阳能储热的正逆循环、CO2跨临界储电耦合CO2地质储存的正逆循环和CO2跨临界储电耦合太阳能储热及CO2地质储存的正逆循环四种运行模式，可将电能转化为其他能量储存，也可将储存的能量转化为电能，还能将捕集的CO2在地质中回收，该系统可提高储能技术在储存可再生能源或传统电厂产生的电能时的效率，同时可地质储存CO2，达到节能环保的目的。

Description

二氧化碳跨临界储电耦合太阳能储热及二氧化碳储存的循环 系统装置及系统方法
技术领域
本发明属于热电储能技术领域，涉及一种二氧化碳跨临界储电耦合太阳能储热及二氧化碳储存的循环系统装置及系统方法，具体涉及一种CO2跨临界热泵循环、跨临界CO2热机循环、储热循环、储冷循环和CO2地质储存循环相结合的热电储能系统。
背景技术
随着能源日益短缺和环境问题的日益严峻，太阳能等可再生能源逐渐受到世人关注。利用太阳能进行大规模发电技术是目前的研究热点，其热效率和安全性较高，结构简单。然而太阳能发电有非连续性和随机性，使太阳能产生的电能无法被完全使用，造成了大量的能源浪费。电能存储技术是解决上述问题的关键技术，开发不同规模的储能系统，使太阳能发出的电量能及时得到存储，以推进太阳能的高效利用。
常见的小规模储能系统为化学电池储能，该储能技术较为先进，效率高，具有较广泛的储能周期，从几分钟到几天不等。常见的大规模储能系统有很多种，第一种为抽水储能系统(PHS)，该储能技术是应用最广泛的储电系统，其容量大，储能周期长，效率高，但受储能地区的水资源限制，使抽水储能只能在有特定地区使用。第二种为压缩空气储能系统(CAES)，它能量储存较大，资金成本低，效率高，储能周期长，但是其必须依赖于有利的地质条件。除了上述系统，常见的储能技术还有热能储存，其效率相对较低，对环境的影响较小。为了提高储能系统的效率、安全性和经济性等，需要提供可行的储能技术，使储能系统保持较高的效率、安全性和经济性的同时，能有较小限制条件，使储能技术能得到广泛的应用。
目前世界各个国家“碳达峰、碳中和”的任务依然非常艰巨，不仅需要减少能源利用过程中的碳排放量，还需要对排放的CO2进行地质储存。为了实现该目标，需要提高能源利用率的同时对CO2进行地质储存，减少大气中的碳含量，防止全球变暖进一步加剧。
CN108798811A公开了一种压缩超临界二氧化碳储能系统及方法，锅炉的出口与透平的入口相连通，透平的出口与回热器的高温介质入口相连通，透平与二氧化碳压缩机及发电机相联动，二氧化碳压缩机通过离合器与储能压缩机相联动，回热器的高温介质出口与冷却器的高温介质入口相连通，冷却器的高温介质出口与低压二氧化碳储罐的入口相连通，低压二氧化碳储罐的出口与二氧化碳压缩机的入口及储能压缩机的入口相连通，二氧化碳压缩机的出口经回热器的低温侧与锅炉的入口相连通，储能压缩机的出口经高压二氧化碳储罐与回热器的低温介质入口相连通，该系统及方法仅能够实现超临界二氧化碳发电和压缩超临界二氧化碳储能的结合，且发电效率较低。
因此，针对上述两种现状，若能提出一种将热电储能技术和CO2地质储存技术相结合的系统，在储存可再生能源或传统电厂的产生的电能的同时回收CO2，则对热电储能和CO2地质储存技术效率和应用范围的提高具有重大意义，可对早日实现“碳达峰、碳中和”起到积极的促进作用。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种二氧化碳跨临界储电耦合太阳能储热及二氧化碳储存的循环系统装置及系统方法，所述循环系统装置将热电储能技术与CO2地质储存技术相结合，在储存可再生能源或传统电厂的产生的电能的同时回收CO2，提高了热电储能和CO2地质储存技术的效率，拓展了其应用范围，具有较好的工业化应用前景。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种CO2跨临界储电耦合太阳能储热及CO2储存的循环系统装置，所述循环系统装置包括通过换热器构成循环连接的CO2跨临界热泵系统、储热系统、CO2跨临界热机系统以及储冷系统；
所述循环系统装置还包括CO2地质储存系统；所述CO2地质储存系统分别与所述CO2跨临界热泵系统和所述CO2跨临界热机系统相连。
本发明中，所述循环系统装置将热电储能技术和CO2地质储存技术相结合、储存可再生能源或传统电厂的电能并地质储存CO2，利用热电储能技术储存可再生能源或传统电厂产生的电能，利用CO2储存回收技术对CO2进行储存和回收，由此达到提高能源利用率、保护环境和地质储存CO2的目的。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
本发明中，换热器的“a侧”、“b侧”、“c侧”、“d侧”等仅是为了方便说明连接关系，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。且换热器内部的两侧实现逆流换热即可，其上下端的连接关系不能作为本发明的限定。
作为本发明优选的技术方案，所述CO2跨临界热泵系统包括依次循环连接的第一换热器、气液分离器、压缩机、油分离器、第二换热器以及电子膨胀阀。
优选地，所述第一换热器的k侧与所述第二换热器的b侧构成所述CO2跨临界热泵系统的循环连接。
作为本发明优选的技术方案，所述储热系统包括第二换热器、第一水泵、第一储热罐、第二水泵、第三水泵、第二储热罐、第一截止阀、太阳能集热器、第三换热器、第四换热器。
优选地，所述第二换热器的a侧下端出口通过所述第一水泵与所述第一储热罐的左上端进口相连，所述第一储热罐的左中端出口与所述第二换热器的a侧上端进口相连，所述第一储热罐的右上端出口与所述第三换热器的e侧上端进口相连，所述第三换热器的e侧下端出口通过所述第二水泵与所述第一储热罐的左下端进口相连；
优选地，所述第四换热器的c侧下端出口通过所述第三水泵与所述第二储热罐的左下端进口相连，所述第二储热罐的左中端出口通过所述第一截止阀与所述太阳能集热器的下端进口相连，所述太阳能集热器的上端出口与所述第二储热罐的左上端进口相连。
作为本发明优选的技术方案，所述CO2跨临界热机系统包括第三换热器、第四换热器、膨胀机、第五换热器、第六换热器、第一工质泵以及第二截止阀。
优选地，所述第三换热器的f侧上出口与所述第四换热器的d侧下端进口相连，所述第四换热器的d侧上端出口通过所述膨胀机与所述第五换热器的h侧上端进口相连，所述第五换热器的h侧下端出口与所述第六换热器的i侧上端进口相连，所述第六换热器的i侧下端出口依次通过所述第一工质泵和所述第二截止阀与所述第五换热器的g侧下端进口相连，所述第五换热器的g侧上端出口与所述第三换热器的f侧下端进口相连。
作为本发明优选的技术方案，所述储冷系统包括第六换热器、储冷罐、第一乙二醇泵、第二乙二醇泵。
优选地，所述第六换热器的j侧上端出口通过所述第一乙二醇泵与所述储冷罐的右上端进口相连，所述储冷罐的左下端出口与所述第六换热器的j侧下端进口相连，所述储冷罐的右中端出口与所述第一换热器的l侧下端进口相连，所述第一换热器的l侧上端出口通过所述第二乙二醇泵与所述储冷罐的右下端进口相连。
作为本发明优选的技术方案，所述CO2地质储存系统包括碳捕集模块、CO2储存罐、第三截止阀、第四截止阀、高压CO2地质储存模块、第二工质泵、第五截止阀、第三工质泵、第六截止阀以及低压CO2地质储存模块。
优选地，所述碳捕集模块的出口依次通过所述CO2储存罐和所述第三截止阀连接至所述电子膨胀阀与所述第一换热器之间的管路上。
优选地，所述高压CO2地质储存模块的进口通过所述第四截止阀连接至所述第二换热器与所述电子膨胀阀之间的管路上。
优选地，所述高压CO2地质储存模块的出口依次通过所述第二工质泵和所述第五截止阀连接至所述第五换热器与所述第二截止阀之间的管路上。
优选地，所述低压CO2地质储存模块的进口依次通过所述第六截止阀和所述第三工质泵连接至所述第六换热器与所述第一工质泵之间的管路上。
本发明中，阀门并不仅限于截止阀的使用。涉及的“水泵”、“乙二醇泵”等均为输送泵，仅是为了简化描述而采用其输送物质进行命名。
第二方面，本发明提供了一种CO2跨临界储电耦合太阳能储热及CO2储存的循环系统方法，所述循环系统方法采用第一方面所述的循环系统装置进行，所述循环系统方法包括以下模式：
CO2跨临界储电的正逆循环运行模式；
CO2跨临界储电耦合太阳能储热的正逆循环运行模式；
CO2跨临界储电耦合CO2地质储存的正逆循环运行模式；
CO2跨临界储电耦合太阳能储热及CO2地质储存的正逆循环运行模式。
作为本发明优选的技术方案，所述CO2跨临界储电的正逆循环运行模式的具体操作方法包括：电子膨胀阀通电开启，第一截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第六截止阀关闭，第二截止阀开启，构成CO2跨临界储电耦合太阳能储热的正逆循环回路。
更具体地操作包括：
电子膨胀阀通电开启，第一截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第六截止阀关闭，第二截止阀开启。
可再生能源或传统电厂产生的电能驱动压缩机排出的高温高压CO2流入气液分离器进行气液分离，气液分离后流入第二换热器放热后成为低温高压CO2，低温高压CO2经过电磁膨胀阀节流降压成为低温低压CO2，低温低压CO2流入第一换热器吸热变为高温低压的CO2，高温低压的CO2经过气液分离器进行气液分离后流入压缩机，实现循环。
与此同时，第一低温水流入第二换热器吸热后变为第一中温水，第一中温水经过第一水泵加压后流入第一储热罐放热变为第一低温水，第一低温水流入第二换热器，实现循环；经第一储热罐吸热后得到的第二中温水流入第三换热器放热变为第二低温水，第二低温水经第二水泵加压后流入第一储热罐吸热变为第二中温水，第二中温水再流入第三换热器，实现循环。
与此同时，第二高温乙二醇流入第一换热器放热变为第二低温乙二醇，第二低温乙二醇经第二乙二醇泵加压后流入储冷罐吸热变为第二高温乙二醇，第二高温乙二醇流入第一换热器，实现循环；第一低温乙二醇流入第六换热器吸热变为第一高温乙二醇，第一高温乙二醇经第一乙二醇泵加压后流入储冷罐放热变为第一低温乙二醇，第一低温乙二醇流入第六换热器，实现循环。
与此同时，中温低压CO2流入第六换热器放热变为低温低压CO2，低温低压CO2经第一工质泵加压后变为低温高压CO2，低温高压CO2经第二截止阀后流入第五换热器吸热变为中温高压CO2，中温高压CO2流入第三换热器吸热变为高温高压CO2，高温高压CO2流入膨胀机发电后变为高温低压CO2，高温低压CO2流入第五换热器放热后变为中温低压CO2，中温低压CO2流入第六换热器。
该模式下，太阳能集储热单元以及CO2地质存储系统是不工作的，因此第四换热器也是不工作的。
作为本发明优选的技术方案，所述CO2跨临界储电耦合太阳能储热的正逆循环运行模式的具体操作包括：电子膨胀阀通电开启，第一截止阀、第二截止阀开启，第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第六截止阀关闭，构成CO2跨临界储电耦合太阳能储热的正逆循环回路。
更具体地操作包括：
电子膨胀阀通电开启，第一截止阀、第二截止阀开启，第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第六截止阀关闭。
可再生能源或传统电厂产生的电能驱动压缩机排出的高温高压CO2流入气液分离器进行气液分离，气液分离后流入第二换热器放热后成为低温高压CO2，低温高压CO2经过电磁膨胀阀节流降压成为低温低压CO2，低温低压CO2流入第一换热器吸热变为高温低压的CO2，高温低压CO2经过气液分离器进行气液分离后流入压缩机，实现循环。
与此同时，第一低温水流入第二换热器吸热后变为第一中温水，第一中温水经过第一水泵加压后流入第一储热罐放热变为第一低温水，第一低温水流入第二换热器，实现循环；经第一储热罐吸热后得到的第二中温水流入第三换热器放热变为第二低温水，第二低温水经第二水泵加压后流入第一储热罐吸热变为第二中温水，第二中温水再流入第三换热器，实现循环；
与此同时，第三中温水经过第一截止阀流入太阳能集热器吸热变为第三高温水，第三高温水流入第二储热罐放热后变为第三中温水，实现循环；第四高温水流入第四换热器放热后变为第四中温水，第四中温水经第三水泵加压后流入第二储热罐变为第四高温水，第四高温水流入第四换热器，实现循环。
与此同时，第二高温乙二醇流入第一换热器放热变为第二低温乙二醇，第二低温乙二醇经第二乙二醇泵加压后流入储冷罐吸热变为第二高温乙二醇，第二高温乙二醇流入第一换热器，实现循环；第一低温乙二醇流入第六换热器吸热变为第一高温乙二醇，第一高温乙二醇经第一乙二醇泵加压后流入储冷罐放热变为第一低温乙二醇，第一低温乙二醇流入第六换热器，实现循环。
与此同时，中温低压CO2流入第六换热器放热变为低温低压CO2，低温低压CO2经第一工质泵加压后变为低温高压CO2，低温高压CO2经第二截止阀后流入第五换热器吸热变为中温高压CO2，中温高压CO2流入第三换热器和第四换热器吸热变为高温高压CO2，高温高压CO2流入膨胀机发电后变为高温低压CO2，高温低压CO2流入第五换热器放热后变为中温低压CO2，中温低压CO2流入第六换热器。
作为本发明优选的技术方案，所述CO2跨临界储电耦合CO2地质储存的正逆循环运行模式的具体操作包括：电子膨胀阀不通电关闭，第一节截止阀、第二截止阀关闭，第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第六截止阀开启，构成CO2跨临界储电耦合CO2地质储存的正逆循环回路。
更具体地操作包括：
电子膨胀阀不通电关闭，第一截止阀、第二截止阀关闭，第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第六截止阀开启。
可再生能源或传统电厂产生的电能驱动压缩机排出的高温高压CO2流入气液分离器进行气液分离，气液分离后流入第二换热器放热后成为低温高压CO2，低温高压的CO2经过第四截止阀流入高压CO2地质储存模块；与此同时，碳捕集模块的低温低压CO2流入低压CO2地质储存模块，储存的低温低压CO2经过第三截止阀流入第一换热器吸热变为高温低压的CO2，高温低压的CO2经过气液分离器进行气液分离后流入压缩机。
与此同时，第一低温水流入第二换热器吸热后变为第一中温水，第一中温水经过第一水泵加压后流入第一储热罐放热变为第一低温水，第一低温水流入第二换热器，实现循环；经第一储热罐吸热后得到的第二中温水流入第三换热器放热变为第二低温水，第二低温水经第二水泵加压后流入第一储热罐吸热变为第二中温水，第二中温水流入第三换热器，实现循环。
与此同时，第二高温乙二醇流入第一换热器放热变为第二低温乙二醇，第二低温乙二醇经第二乙二醇泵加压后流入储冷罐吸热变为第二高温乙二醇，第二高温乙二醇流入第一换热器，实现循环；第一低温乙二醇流入第六换热器吸热变为第一高温乙二醇，第一高温乙二醇经第一乙二醇泵加压后流入储冷罐放热变为第一低温乙二醇，第一低温乙二醇流入第六换热器，实现循环。
与此同时，高压CO2地质储存模块的低温高压CO2经过第二工质泵和第五截止阀后流入第五换热器中吸热变为中温高压CO2，中温高压CO2流入第三换热器吸热变为高温高压CO2，高温高压CO2流入膨胀机发电后变为高温低压CO2，高温低压CO2流入第五换热器放热后变为中温低压CO2，中温低压CO2流入第六换热器放热后变为低温低压CO2，低温低压CO2经过第三工质泵和第六截止阀后流入低压CO2地质储存模块进行回收CO2。
该模式下，太阳能集储热单元是不工作的，因此第四换热器也是不工作的。
优选地，所述CO2跨临界储电耦合太阳能储热及CO2地质储存的正逆循环运行模式的具体操作包括：电子膨胀阀不通电关闭，第二截止阀关闭，第一节截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第六截止阀开启，构成CO2跨临界储电耦合太阳能储热及CO2地质储存的正逆循环回路。
更具体地操作包括：
电子膨胀阀不通电关闭，第二截止阀关闭，第一截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第六截止阀开启。
可再生能源或传统电厂产生的电能驱动压缩机排出的高温高压CO2流入气液分离器进行气液分离，气液分离后流入第二换热器放热后成为低温高压CO2，低温高压CO2经过第四截止阀流入高压CO2地质储存模块；碳捕集模块的低温低压CO2流入低压CO2地质储存模块，储存的低温低压CO2经过第三截止阀后流入第一换热器吸热变为高温低压CO2，高温低压CO2经过气液分离器进行气液分离后流入压缩机。
与此同时，第一低温水流入第二换热器吸热后变为第一中温水，第一中温水经过第一水泵加压后流入第一储热罐放热变为第一低温水，第一低温水流入第二换热器，实现循环；经第一储热罐吸热后得到的第二中温水流入第三换热器放热后变为第二低温水，第二低温水经第二水泵加压后流入第一储热罐变为第二中温水，第二中温水流入第三换热器，实现循环；
与此同时，第三中温水经过第一截止阀流入太阳能集热器吸热变为第三高温水，第三高温水流入第二储热器放热后变为第三中温水，实现循环；第四高温水流入第四换热器放热后变为第四中温水，第四中温水经第三水泵加压后流入第二储热器变为第四高温水，第四高温水流入第四换热器，实现循环。
与此同时，第二高温乙二醇流入第一换热器放热变为第二低温乙二醇，第二低温乙二醇经第二乙二醇泵加压后流入储冷罐吸热变为第二高温乙二醇，第二高温乙二醇流入第一换热器，实现循环；第一低温乙二醇流入第六换热器吸热变为第一高温乙二醇，第一高温乙二醇经第一乙二醇泵加压后流入储冷罐放热变为第一低温乙二醇，第一低温乙二醇流入第六换热器，实现循环。
与此同时，高压CO2地质储存模块的低温高压CO2经过第二工质泵和第五截止阀后流入第五换热器吸热变为中温高压CO2，中温高压CO2流入第三换热器和第四换热器吸热变为高温高压CO2，高温高压CO2流入膨胀机发电后变为高温低压CO2，高温低压CO2流入第五换热器放热后变为中温低压CO2，中温低压CO2流入第六换热器放热后变为低温低压CO2，低温低压CO2经过第三工质泵和第六截止阀后流入低压CO2地质储存进行回收CO2。
本发明中，低温水的温度为5～25℃；中温水的温度为60～80℃；高温水的温度为90～110℃(此时的压力高于大气压，因此该温度范围内依然为液态水)。
低温乙二醇的温度为-20～0℃；高温乙二醇的温度为0～20℃；
低温低压CO2是指温度为-20～10℃、压力为2～4.5MPa的CO2；
中温低压CO2是指温度为-10～15℃、压力为2～4.5MPa的CO2；
高温低压CO2是指温度为15～30℃、压力为2～4.5MPa的CO2；
低温高压CO2是指温度为0～20℃、压力为9～11MPa的CO2；
中温高压CO2是指温度为20～40℃、压力为9～11MPa的CO2；
高温高压CO2是指温度为50～110℃、压力为9～11MPa的CO2。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述循环系统装置通过设计双级加热和回热装置，在储热装置对高压CO2进行加热后，再利用太阳能集热器对其进一步加热，使发电效率得到提高；
(2)本发明所述循环系统方法对捕集的CO2进行加热-压缩-冷却，然后将得到的高压CO2进行储存，再进入释能循环，使系统减少了节流损失且工质泵的耗功大大减小；虽然系统效率小于1，使产生的电量小于输入的电量，但是此系统使可再生能源或传统电厂产生的电能得到了储存且对捕集的CO2进行了地质回收，可以在一定程度上补偿该损失，使其能保证较好的储能效率的前提下对CO2进行处理，从而达到高效储能和回收CO2的目的；
(3)本发明所述循环系统装置和循环系统方法可以进一步提高储能技术在储存可再生能源或传统电厂产生的电能时的效率，实现了电能的高效储存，同时可以地质储存CO2，达到节能环保的目的。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的一种二氧化碳跨临界储电耦合太阳能储热及二氧化碳储存的循环系统装置的连接结构示意图。
其中，1-第一换热器，2-气液分离器，3-压缩机，4-油分离器，5-第二换热器，6-电子膨胀阀，7-第一水泵，8-第一储热罐，9-第二水泵，10-第三水泵，11-第二储热罐，12-第一截止阀，13-太阳能集热器，14-第三换热器，15-第四换热器，16-膨胀机，17-第五换热器，18-第六换热器，19-第一工质泵，20-第二截止阀，21-储冷罐，22-第一乙二醇泵，23-第二乙二醇泵，24-碳捕集模块，25-CO2储存罐，26-第三截止阀，27-第四截止阀，28-高压CO2地质储存模块，29-第二工质泵，30-第五截止阀，31-第三工质泵，32-第六截止阀，33-低压CO2地质储存模块。
具体实施方式
需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“一级”、“二级”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“一级”、“二级”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1：
本实施例提供了一种二氧化碳跨临界储电耦合太阳能储热及二氧化碳储存的循环系统装置及系统方法，所述循环系统装置的连接结构示意如图1所示，所述循环系统装置包括通过换热器构成循环连接的CO2跨临界热泵系统A、储热系统B、CO2跨临界热机系统C以及储冷系统D；
所述循环系统装置还包括CO2地质储存系统E；所述CO2地质储存系统E分别与所述CO2跨临界热泵系统A和所述CO2跨临界热机系统C相连。
所述CO2跨临界热泵系统A包括依次循环连接的第一换热器1、气液分离器2、压缩机3、油分离器4、第二换热器5以及电子膨胀阀6；
所述第一换热器1的k侧下端出口与所述气液分离器2右端进口相连，所述气液分离器2的左端出口与所述压缩机3的下端进口相连，所述压缩机3的上端出口与所述油分离器4的右端进口相连，油分离器4的左端出口与第二换热器5的b侧下端进口相连，所述第二换热器5的b侧上端出口与所述电子膨胀阀6的左端进口相连，电子膨胀阀6的右端出口与所述第一换热器1的k侧上端进口相连。
所述储热系统B包括第二换热器5、第一水泵7、第一储热罐8、第二水泵9、第三水泵10、第二储热罐11、第一截止阀12、太阳能集热器13第三换热器14、第四换热器15；
所述第二换热器5的a侧下端出口通过所述第一水泵7与所述第一储热罐8的左上端进口相连，所述第一储热罐8的左中端出口与所述第二换热器5的a侧上端进口相连，所述第一储热罐8的右上端出口与所述第三换热器14的e侧上端进口相连，所述第三换热器14的e侧下端出口通过所述第二水泵9与所述第一储热罐8的左下端进口相连；
所述第四换热器15的c侧下端出口通过所述第三水泵10与所述第二储热罐11的左下端进口相连，所述第二储热罐11的左中端出口通过所述第一截止阀12与所述太阳能集热器13的下端进口相连，所述太阳能集热器13的上端出口与所述第二储热罐11的左上端进口相连。
所述CO2跨临界热机系统C包括第三换热器14、第四换热器15、膨胀机16、第五换热器17、第六换热器18、第一工质泵19以及第二截止阀20；
所述第三换热器14的f侧上出口与所述第四换热器15的d侧下端进口相连，所述第四换热器15的d侧上端出口通过所述膨胀机16与所述第五换热器17的h侧上端进口相连，所述第五换热器17的h侧下端出口与所述第六换热器18的i侧上端进口相连，所述第六换热器18的i侧下端出口依次通过所述第一工质泵19和所述第二截止阀20与所述第五换热器17的g侧下端进口相连，所述第五换热器17的g侧上端出口与所述第三换热器14的f侧下端进口相连。
所述储冷系统D包括第六换热器18、储冷罐21、第一乙二醇泵22、第二乙二醇泵23；
所述第六换热器18的j侧上端出口通过所述第一乙二醇泵22与所述储冷罐21的右上端进口相连，所述储冷罐21的左下端出口与所述第六换热器18的j侧下端进口相连，所述储冷罐21的右中端出口与所述第一换热器1的l侧下端进口相连，所述第一换热器1的l侧上端出口通过所述第二乙二醇泵23与所述储冷罐21的右下端进口相连。
所述CO2地质储存系统E包括碳捕集模块24、CO2储存罐25、第三截止阀26、第四截止阀27、高压CO2地质储存模块28、第二工质泵29、第五截止阀30、第三工质泵31、第六截止阀32以及低压CO2地质储存模块33；
所述碳捕集模块24的出口依次通过所述CO2储存罐25和所述第三截止阀26连接至所述电子膨胀阀6与所述第一换热器1之间的管路n点处；
所述高压CO2地质储存模块28的进口通过所述第四截止阀27连接至所述第二换热器5与所述电子膨胀阀6之间的管路m点处；
所述高压CO2地质储存模块28的出口依次通过所述第二工质泵29和所述第五截止阀30连接至所述第五换热器17与所述第二截止阀20之间的管路p点处；
所述低压CO2地质储存模块33的进口依次通过所述第六截止阀32和所述第三工质泵31连接至所述第六换热器18与所述第一工质泵19之间的管路o点处。
采用上述循环系统装置进行以下四种运行模式：
CO2跨临界储电的正逆循环运行模式：
电子膨胀阀6通电开启，第一截止阀12、第三截止阀26、第四截止阀27、第五截止阀30、第六截止阀32关闭，第二截止阀20开启。
可再生能源或传统电厂产生的电能驱动压缩机3排出的高温高压CO2(100℃、11MPa)流入油分离器4进行油分离，油分离后流入第二换热器5放热后成为低温高压CO2(10℃、11MPa)，低温高压CO2(10℃、11MPa)经过电磁膨胀阀6节流降压成为低温低压CO2(-20℃、2MPa)，低温低压CO2(-20℃、2MPa)流入第一换热器1吸热变为高温低压的CO2(15℃、2MPa)，高温低压的CO2(15℃、2MPa)经过气液分离器2进行气液分离后流入压缩机3，实现循环。
与此同时，第一储热罐8中第一低温水(5℃)流入第二换热器5吸热后变为第一中温水(70℃)，第一中温水(70℃)经过第一水泵7加压后流入第一储热罐8，实现循环；经第一储热罐8后得到的第二中温水(70℃)流入第三换热器14放热变为第二低温水(25℃)，第二低温水(25℃)经第二水泵9加压后流入第一储热罐8，实现循环。
与此同时，储冷罐21中第二高温乙二醇(20℃)流入第一换热器1放热变为第二低温乙二醇(-15℃)，第二低温乙二醇(-15℃)经第二乙二醇泵23加压后流入储冷罐21，实现循环；经储冷罐21后得到的第一低温乙二醇(-15℃)流入第六换热器18吸热变为第一高温乙二醇(5℃)，第一高温乙二醇(5℃)经第一乙二醇泵22加压后流入储冷罐21，实现循环。
与此同时，中温低压CO2(15℃、2.6MPa)流入第六换热器18放热变为低温低压CO2(-10℃、2.6MPa)，低温低压CO2(-10℃、2.6MPa)经第一工质泵22加压后变为低温高压CO2(10℃、11MPa)，低温高压CO2(10℃、11MPa)经第二截止阀20后流入第五换热器17吸热变为中温高压CO2(20℃、11MPa)，中温高压CO2(20℃、11MPa)流入第三换热器14吸热变为高温高压CO2(65℃、11MPa)，高温高压CO2(65℃、11MPa)流入膨胀机16发电后变为高温低压CO2(25℃、2.6MPa)，高温低压CO2(25℃、2.6MPa)流入第五换热器17放热后变为中温低压CO2(15℃、2.6MPa)，中温低压CO2(15℃、2.6MPa)流入第六换热器18。
CO2跨临界储电耦合太阳能储热的正逆循环运行模式：
电子膨胀阀6通电开启，第一截止阀12、第二截止阀20开启，第三截止阀26、第四截止阀27、第五截止阀30、第六截止阀32关闭。
可再生能源或传统电厂产生的电能驱动压缩机3排出的高温高压CO2(100℃、11MPa)流入油分离器4进行油分离，油分离后流入第二换热器5放热后成为低温高压CO2(10℃、11MPa)，低温高压CO2(10℃、11MPa)经过电磁膨胀阀6节流降压成为低温低压CO2(-20℃、2MPa)，低温低压CO2(-20℃、2MPa)流入第一换热器1吸热变为高温低压CO2(15℃、2MPa)，高温低压CO2(15℃、2MPa)经过气液分离器2进行气液分离后流入压缩机3，实现循环。
与此同时，第一储热罐8中第一低温水(5℃)流入第二换热器5吸热后变为第一中温水(70℃)，第一中温水(70℃)经过第一水泵7加压后流入第一储热罐8，实现循环；经第一储热罐8后得到的第二中温水(70℃)流入第三换热器14放热变为第二低温水(25℃)，第二低温水(25℃)经第二水泵9加压后流入第一储热罐8，实现循环；
与此同时，第二储热罐11中第三中温水(70℃)经过第一截止阀12流入太阳能集热器13吸热变为第三高温水(110℃)，第三高温水(110℃)流入第二储热罐11，实现循环；经第二储热罐11后得到的第四高温水(110℃)流入第四换热器15放热后变为第四中温水(70℃)，第四中温水(70℃)经第三水泵10加压后流入第二储热罐11，实现循环。
与此同时，储冷罐21中第二高温乙二醇(20℃)流入第一换热器1放热变为第二低温乙二醇(-15℃)，第二低温乙二醇(-15℃)经第二乙二醇泵23加压后流入储冷罐21，实现循环；经储冷罐21后得到的第一低温乙二醇(-15℃)流入第六换热器18吸热变为第一高温乙二醇(5℃)，第一高温乙二醇(5℃)经第一乙二醇泵22加压后流入储冷罐21，实现循环。
与此同时，中温低压CO2(15℃、2.6MPa)流入第六换热器18放热变为低温低压CO2(-10℃、2.6MPa)，低温低压CO2(-10℃、2.6MPa)经第一工质泵22加压后变为低温高压CO2(10℃、11MPa)，低温高压CO2(10℃、11MPa)经第二截止阀20后流入第五换热器17吸热变为中温高压CO2(20℃、11MPa)，中温高压CO2(20℃、11MPa)流入第三换热器14和第四换热器15吸热变为高温高压CO2(100℃、11MPa)，高温高压CO2(100℃、11MPa)流入膨胀机16发电后变为高温低压CO2(25℃、2.6MPa)，高温低压CO2(25℃、2.6MPa)流入第五换热器17放热后变为中温低压CO2(15℃、2.6MPa)，中温低压CO2(15℃、2.6MPa)流入第六换热器18。
CO2跨临界储电耦合CO2地质储存的正逆循环运行模式：
电子膨胀阀6不通电关闭，第一截止阀12、第二截止阀20关闭，第三截止阀26、第四截止阀27、第五截止阀30、第六截止阀32开启。
可再生能源或传统电厂产生的电能驱动压缩机3排出的高温高压CO2(100℃、11MPa)流入油分离器4进行油分离，油分离后流入第二换热器5放热后成为低温高压CO2(10℃、11MPa)，低温高压的CO2(10℃、11MPa)经过第四截止阀27流入高压CO2地质储存模块28；与此同时，碳捕集模块24的低温低压CO2(-20℃、2MPa)流入低压CO2地质储存模块25，储存的低温低压CO2(-20℃、2MPa)经过第三截止阀26流入第一换热器1吸热变为高温低压CO2(15℃、2MPa)，高温低压CO2(15℃、2MPa)经过气液分离器2进行气液分离后流入压缩机3。
与此同时，第一储热罐8中第一低温水(5℃)流入第二换热器5吸热后变为第一中温水(70℃)，第一中温水(70℃)经过第一水泵7加压后流入第一储热罐8，实现循环；经第一储热罐8吸热后得到的第二中温水(70℃)流入第三换热器14放热变为第二低温水(25℃)，第二低温水(25℃)经第二水泵9加压后流入第一储热罐8，实现循环。
与此同时，储冷罐21中第二高温乙二醇(20℃)流入第一换热器1放热变为第二低温乙二醇(-15℃)，第二低温乙二醇(-15℃)经第二乙二醇泵23加压后流入储冷罐21，实现循环；经储冷罐21后得到的第一低温乙二醇(-15℃)流入第六换热器18吸热变为第一高温乙二醇(5℃)，第一高温乙二醇(5℃)经第一乙二醇泵22加压后流入储冷罐21，实现循环。
与此同时，高压CO2地质储存模块28的低温高压CO2(10℃、11MPa)经过第二工质泵29和第五截止阀30后流入第五换热器17中吸热变为中温高压CO2(20℃、11MPa)，中温高压CO2(20℃、11MPa)流入第三换热器14吸热变为高温高压CO2(65℃、11MPa)，高温高压CO2(65℃、11MPa)流入膨胀机16发电后变为高温低压CO2(25℃、2.6MPa)，高温低压CO2(25℃、2.6MPa)流入第五换热器17放热后变为中温低压CO2(15℃、2.6MPa)，中温低压CO2(15℃、2.6MPa)流入第六换热器18放热后变为低温低压CO2(-10℃、2.6MPa)，低温低压CO2(-10℃、2.6MPa)经过第三工质泵31和第六截止阀32后流入低压CO2地质储存模块33进行回收CO2。
CO2跨临界储电耦合太阳能储热及CO2地质储存的正逆循环运行模式：
电子膨胀阀6不通电关闭，第二截止阀20关闭，第一截止阀12、第三截止阀26、第四截止阀27、第五截止阀30、第六截止阀32开启。
可再生能源或传统电厂产生的电能驱动压缩机3排出的高温高压CO2(100℃、11MPa)流入油分离器4进行油分离，油分离后流入第二换热器5放热后成为低温高压CO2(10℃、11MPa)，低温高压CO2(10℃、11MPa)经过第四截止阀27流入高压CO2地质储存模块28；碳捕集模块24的低温低压CO2(-20℃、2MPa)流入低压CO2地质储存模块25，储存的低温低压CO2(-20℃、2MPa)经过第三截止阀26后流入第一换热器1吸热变为高温低压CO2(15℃、2MPa)，高温低压CO2(15℃、2MPa)经过气液分离器2进行气液分离后流入压缩机3。
与此同时，第一储热罐8中第一低温水(5℃)流入第二换热器5吸热后变为第一中温水(70℃)，第一中温水(70℃)经过第一水泵7加压后流入第一储热罐8，实现循环；经第一储热罐8后得到的第二中温水(70℃)流入第三换热器14放热后变为第二低温水(25℃)，第二低温水(25℃)经第二水泵9加压后流入第一储热罐8，实现循环；
与此同时，第二储热罐11中第三中温水(70℃)经过第一截止阀12流入太阳能集热器13吸热变为第三高温水(110℃)，第三高温水(110℃)流入第二储热器11，实现循环；经第二储热罐后11后得到的第四高温水(110℃)流入第四换热器15放热后变为第四中温水(70℃)，第四中温水(70℃)经第三水泵10加压后流入第二储热器11，实现循环。
与此同时，储冷罐21中第二高温乙二醇(20℃)流入第一换热器1放热变为第二低温乙二醇(-15℃)，第二低温乙二醇(-15℃)经第二乙二醇泵23加压后流入储冷罐21，实现循环；经储冷罐21后得到的第一低温乙二醇(-15℃)流入第六换热器18吸热变为第一高温乙二醇(5℃)，第一高温乙二醇(5℃)经第一乙二醇泵22加压后流入储冷罐21，实现循环。
与此同时，高压CO2地质储存模块28的低温高压CO2(10℃、11MPa)经过第二工质泵29和第五截止阀30后流入第五换热器17吸热变为中温高压CO2(20℃、11MPa)，中温高压CO2(20℃、11MPa)流入第三换热器14和第四换热器15吸热变为高温高压CO2(100℃、11MPa)，高温高压CO2(100℃、11MPa)流入膨胀机16发电后变为高温低压CO2(25℃、2.6MPa)，高温低压CO2(25℃、2.6MPa)流入第五换热器17放热后变为中温低压CO2(15℃、2.6MPa)，中温低压CO2(15℃、2.6MPa)流入第六换热器18放热后变为低温低压CO2(-10℃、2.6MPa)，低温低压CO2(-10℃、2.6MPa)经过第三工质泵31和第六截止阀32后流入低压CO2地质储存模块33进行回收CO2。
针对CO2跨临界储电的正逆循环运行模式，计算其发电效率，可达35％；
针对CO2跨临界储电耦合太阳能储热的正逆循环运行模式，可达50％；
针对CO2跨临界储电耦合CO2地质储存的正逆循环运行模式，可达40％；
针对CO2跨临界储电耦合太阳能储热及CO2地质储存的正逆循环运行模式，可达60％。
对比例1：
本对比例提供了一种CO2跨临界储电及CO2储存的循环系统装置及系统方法，所述循环系统装置参照实施例1中的循环系统装置，区别仅在于：所述储热系统(B)中不包括第三水泵(10)、第二储热罐(11)、第一截止阀(12)、太阳能集热器(13)以及第四换热器(15)。
采用上述循环系统装置进行以下四种运行模式：
CO2跨临界储电的正逆循环运行模式与实施例1中相同；
CO2跨临界储电耦合太阳能储热的正逆循环运行模式参照实施例1中的运行模式，区别仅在于：无法运行有关太阳能储热的流程。
即运行流程变为：
电子膨胀阀6通电开启，第二截止阀20开启，第一截止阀12、第三截止阀26、第四截止阀27、第五截止阀30、第六截止阀32关闭。
可再生能源或传统电厂产生的电能驱动压缩机3排出的高温高压CO2(100℃、11MPa)流入油分离器4进行油分离，油分离后流入第二换热器5放热后成为低温高压CO2(10℃、11MPa)，低温高压CO2(10℃、11MPa)经过电磁膨胀阀6节流降压成为低温低压CO2(-20℃、2.6MPa)，低温低压CO2(-20℃、2.6MPa)流入第一换热器1吸热变为高温低压CO2(15℃、2.6MPa)，高温低压CO2(15℃、2.6MPa)经过气液分离器2进行气液分离后流入压缩机3，实现循环。
与此同时，第一储热罐8中第一低温水(5℃)流入第二换热器5吸热后变为第一中温水(65℃)，第一中温水(65℃)经过第一水泵7加压后流入第一储热罐8，实现循环；经第一储热罐8后得到的第二中温水(65℃)流入第三换热器14放热变为第二低温水(25℃)，第二低温水(20℃)经第二水泵9加压后流入第一储热罐8，实现循环；
与此同时，储冷罐21中第二高温乙二醇(20℃)流入第一换热器1放热变为第二低温乙二醇(-15℃)，第二低温乙二醇(-15℃)经第二乙二醇泵23加压后流入储冷罐21，实现循环；经储冷罐21后得到的第一低温乙二醇(-15℃)流入第六换热器18吸热变为第一高温乙二醇(5℃)，第一高温乙二醇(5℃)经第一乙二醇泵22加压后流入储冷罐21，实现循环。
与此同时，中温低压CO2(10℃、2.6MPa)流入第六换热器18放热变为低温低压CO2(-10℃、2.6MPa)，低温低压CO2(-10℃、2.6MPa)经第一工质泵22加压后变为低温高压CO2(10℃、11MPa)，低温高压CO2(10℃、11MPa)经第二截止阀20后流入第五换热器17吸热变为中温高压CO2(20℃、11MPa)，中温高压CO2(20℃、11MPa)流入第三换热器14吸热变为高温高压CO2(60℃、11MPa)，高温高压CO2(60℃、11MPa)流入膨胀机16发电后变为高温低压CO2(25℃、2.6MPa)，高温低压CO2(25℃、2.6MPa)流入第五换热器17放热后变为中温低压CO2(15℃、2.6MPa)，中温低压CO2(15℃、2.6MPa)流入第六换热器18。
CO2跨临界储电耦合CO2地质储存的正逆循环运行模式与实施例1中的相同；
CO2跨临界储电耦合太阳能储热及CO2地质储存的正逆循环运行模式参照实施例1中的运行模式，区别仅在于：无法运行有关太阳能储热的流程。
即运行流程变为：
电子膨胀阀6不通电关闭，第一截止阀12、第二截止阀20关闭，第三截止阀26、第四截止阀27、第五截止阀30、第六截止阀32开启。
可再生能源或传统电厂产生的电能驱动压缩机3排出的高温高压CO2(100℃、11MPa)流入油分离器4进行油分离，油分离后流入第二换热器5放热后成为低温高压CO2(10℃、11MPa)，低温高压CO2(10℃、11MPa)经过第四截止阀27流入高压CO2地质储存模块28；碳捕集模块24的低温低压CO2(-20℃、2MPa)流入低压CO2地质储存模块25，储存的低温低压CO2(-20℃、2MPa)经过第三截止阀26后流入第一换热器1吸热变为高温低压CO2(15℃、2MPa)，高温低压CO2(15℃、2MPa)经过气液分离器2进行气液分离后流入压缩机3。
与此同时，第一储热罐8中第一低温水(5℃)流入第二换热器5吸热后变为第一中温水(65℃)，第一中温水(65℃)经过第一水泵7加压后流入第一储热罐8，实现循环；经第一储热罐8后得到的第二中温水(65℃)流入第三换热器14放热后变为第二低温水(25℃)，第二低温水(25℃)经第二水泵9加压后流入第一储热罐8，实现循环；
与此同时，储冷罐21中第二高温乙二醇(20℃)流入第一换热器1放热变为第二低温乙二醇(-15℃)，第二低温乙二醇(-15℃)经第二乙二醇泵23加压后流入储冷罐21，实现循环；经储冷罐21后得到的第一低温乙二醇(-15℃)流入第六换热器18吸热变为第一高温乙二醇(5℃)，第一高温乙二醇(5℃)经第一乙二醇泵22加压后流入储冷罐21，实现循环。
与此同时，高压CO2地质储存模块28的低温高压CO2(10℃、11MPa)经过第二工质泵29和第五截止阀30后流入第五换热器17吸热变为中温高压CO2(20℃、11MPa)，中温高压CO2(20℃、11MPa)流入第三换热器14吸热变为高温高压CO2(60℃、11MPa)，高温高压CO2(60℃、11MPa)流入膨胀机16发电后变为高温低压CO2(25℃、2.6MPa)，高温低压CO2(25℃、2.6MPa)流入第五换热器17放热后变为中温低压CO2(15℃、2.6MPa)，中温低压CO2(15℃、2.6MPa)流入第六换热器18放热后变为低温低压CO2(-10℃、2.6MPa)，低温低压CO2(-10℃、2.6MPa)经过第三工质泵31和第六截止阀32后流入低压CO2地质储存模块33进行回收CO2。
针对CO2跨临界储电的正逆循环运行模式，计算其发电效率，达35％；
针对CO2跨临界储电耦合太阳能储热的正逆循环运行模式，30％；
针对CO2跨临界储电耦合CO2地质储存的正逆循环运行模式，40％；
针对CO2跨临界储电耦合太阳能储热及CO2地质储存的正逆循环运行模式，36％。
综合上述实施例和对比例可以看出，本发明所述循环系统装置通过设计双级加热和回热装置，在储热装置对高压CO2进行加热后，再利用太阳能集热器对其进一步加热，使发电效率得到提高；所述循环系统方法对捕集的CO2进行加热-压缩-冷却，然后将得到的高压CO2进行储存，再进入释能循环，使系统减少了节流损失且工质泵的耗功大大减小；虽然系统效率小于1，使产生的电量小于输入的电量，但是此系统使可再生能源或传统电厂产生的电能得到了储存且对捕集的CO2进行了地质回收，可以在一定程度上补偿该损失，使其能保证较好的储能效率的前提下对CO2进行处理，从而达到高效储能和回收CO2的目的；所述循环系统装置和循环系统方法可以进一步提高储能技术在储存可再生能源或传统电厂产生的电能时的效率，实现了电能的高效储存，同时可以地质储存CO2，达到节能环保的目的。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细装置和详细方法，但本发明并不局限于上述详细装置和详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细装置和详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明操作的等效替换及辅助操作的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (15)

1.一种二氧化碳跨临界储电耦合太阳能储热及二氧化碳储存的循环系统装置，其特征在于，所述循环系统装置包括通过换热器构成循环连接的CO2跨临界热泵系统(A)、储热系统(B)、CO2跨临界热机系统(C)以及储冷系统(D)；
所述循环系统装置还包括CO2地质储存系统(E)；所述CO2地质储存系统(E)分别与所述CO2跨临界热泵系统(A)和所述CO2跨临界热机系统(C)相连；
所述CO2跨临界热泵系统(A)包括依次循环连接的第一换热器(1)、气液分离器(2)、压缩机(3)、油分离器(4)、第二换热器(5)以及电子膨胀阀(6)；
所述储热系统(B)包括第二换热器(5)、第一水泵(7)、第一储热罐(8)、第二水泵(9)、第三水泵(10)、第二储热罐(11)、第一截止阀(12)、太阳能集热器(13)、第三换热器(14)、第四换热器(15)；
所述CO2跨临界热机系统(C)包括第三换热器(14)、第四换热器(15)、膨胀机(16)、第五换热器(17)、第六换热器(18)、第一工质泵(19)以及第二截止阀(20)；
所述储冷系统(D)包括第六换热器(18)、储冷罐(21)、第一乙二醇泵(22)、第二乙二醇泵(23)；
所述CO2地质储存系统(E)包括碳捕集模块(24)、CO2储存罐(25)、第三截止阀(26)、第四截止阀(27)、高压CO2地质储存模块(28)、第二工质泵(29)、第五截止阀(30)、第三工质泵(31)、第六截止阀(32)以及低压CO2地质储存模块(33)。
2.根据权利要求1所述的循环系统装置，其特征在于，所述第一换热器(1)的k侧与所述第二换热器(5)的b侧构成所述CO2跨临界热泵系统(A)的循环连接。
3.根据权利要求1所述的循环系统装置，其特征在于，所述第二换热器(5)的a侧下端出口通过所述第一水泵(7)与所述第一储热罐(8)的左上端进口相连，所述第一储热罐(8)的左中端出口与所述第二换热器(5)的a侧上端进口相连，所述第一储热罐(8)的右上端出口与所述第三换热器(14)的e侧上端进口相连，所述第三换热器(14)的e侧下端出口通过所述第二水泵(9)与所述第一储热罐(8)的左下端进口相连。
4.根据权利要求1所述的循环系统装置，其特征在于，所述第四换热器(15)的c侧下端出口通过所述第三水泵(10)与所述第二储热罐(11)的左下端进口相连，所述第二储热罐(11)的左中端出口通过所述第一截止阀(12)与所述太阳能集热器(13)的下端进口相连，所述太阳能集热器(13)的上端出口与所述第二储热罐(11)的左上端进口相连。
5.根据权利要求1所述的循环系统装置，其特征在于，所述第三换热器(14)的f侧上出口与所述第四换热器(15)的d侧下端进口相连，所述第四换热器(15)d侧上端出口通过所述膨胀机(16)与所述第五换热器(17)的h侧上端进口相连，所述第五换热器(17)的h侧下端出口与所述第六换热器(18)的i侧上端进口相连，所述第六换热器(18)的i侧下端出口依次通过所述第一工质泵(19)和所述第二截止阀(20)与所述第五换热器(17)的g侧下端进口相连，所述第五换热器(17)的g侧上端出口与所述第三换热器(14)的f侧下端进口相连。
6.根据权利要求1所述的循环系统装置，其特征在于，所述第六换热器(18)的j侧上端出口通过所述第一乙二醇泵(22)与所述储冷罐(21)的右上端进口相连，所述储冷罐(21)的左下端出口与所述第六换热器(18)的j侧下端进口相连，所述储冷罐(21)的右中端出口与所述第一换热器(1)的l侧下端进口相连，所述第一换热器(1)的l侧上端出口通过所述第二乙二醇泵(23)与所述储冷罐(21)的右下端进口相连。
7.根据权利要求1所述的循环系统装置，其特征在于，所述碳捕集模块(24)的出口依次通过所述CO2储存罐(25)和所述第三截止阀(26)连接至所述电子膨胀阀(6)与所述第一换热器(1)之间的管路上。
8.根据权利要求1所述的循环系统装置，其特征在于，所述高压CO2地质储存模块(28)的进口通过所述第四截止阀(27)连接至所述第二换热器(5)与所述电子膨胀阀(6)之间的管路上。
9.根据权利要求1所述的循环系统装置，其特征在于，所述高压CO2地质储存模块(28)的出口依次通过所述第二工质泵(29)和所述第五截止阀(30)连接至所述第五换热器(17)与所述第二截止阀(20)之间的管路上。
10.根据权利要求1所述的循环系统装置，其特征在于，所述低压CO2地质储存模块(33)的进口依次通过所述第六截止阀(32)和所述第三工质泵(31)连接至所述第六换热器(18)与所述第一工质泵(19)之间的管路上。
11.一种二氧化碳跨临界储电耦合太阳能储热及二氧化碳储存的循环系统方法，所述循环系统方法采用1-10任一项所述的循环系统装置进行，所述循环系统方法包括以下模式：
CO2跨临界储电的正逆循环运行模式；
CO2跨临界储电耦合太阳能储热的正逆循环运行模式；
CO2跨临界储电耦合CO2地质储存的正逆循环运行模式；
CO2跨临界储电耦合太阳能储热及CO2地质储存的正逆循环运行模式。
12.根据权利要求11所述的系统方法，其特征在于，所述CO2跨临界储电的正逆循环运行模式的具体操作方法包括：电子膨胀阀(6)通电开启，第一截止阀(12)、第三截止阀(26)、第四截止阀(27)、第五截止阀(30)、第六截止阀(32)关闭，第二截止阀(20)开启，构成CO2跨临界储电耦合太阳能储热的正逆循环回路。
13.根据权利要求11所述的系统方法，其特征在于，所述CO2跨临界储电耦合太阳能储热的正逆循环运行模式的具体操作包括：电子膨胀阀(6)通电开启，第一截止阀(12)、第二截止阀(20)开启，第三截止阀(26)、第四截止阀(27)、第五截止阀(30)、第六截止阀(32)关闭，构成CO2跨临界储电耦合太阳能储热的正逆循环回路。
14.根据权利要求11所述的系统方法，其特征在于，所述CO2跨临界储电耦合CO2地质储存的正逆循环运行模式的具体操作包括：电子膨胀阀(6)不通电关闭，第一截止阀(12)、第二截止阀(20)关闭，第三截止阀(26)、第四截止阀(27)、第五截止阀(30)、第六截止阀(32)开启，构成CO2跨临界储电耦合CO2地质储存的正逆循环回路。
15.根据权利要求11所述的系统方法，其特征在于，所述CO2跨临界储电耦合太阳能储热及CO2地质储存的正逆循环运行模式的具体操作包括：电子膨胀阀(6)不通电关闭，第二截止阀(20)关闭，第一节截止阀(12)、第三截止阀(26)、第四截止阀(27)、第五截止阀(30)、第六截止阀(32)开启，构成CO2跨临界储电耦合太阳能储热及CO2地质储存的正逆循环回路。
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