CN116857027A - 二氧化碳气液两相储能系统及其控制方法 - Google Patents

二氧化碳气液两相储能系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种二氧化碳气液两相储能系统及其控制方法。该储能系统包括依次闭环连接的储液罐、释能组件、储气库和储能组件，还包括有机朗肯循环发电组件；所述二氧化碳气液两相储能系统被配置为，在非额定工况下工作时，流经所述储能组件并吸热后的储热介质能够导入所述有机朗肯循环发电组件；和/或被配置为，在额定工况下工作时，流经所述储能组件并吸热后的储热介质能够导入所述有机朗肯循环发电组件；所述有机朗肯循环发电组件用于，吸收导入的所述储热介质的热量并发电。该储能系统能够对低品位热量进行利用，进而提高发电效率。

Description

二氧化碳气液两相储能系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及储能技术领域，具体而言，涉及一种二氧化碳气液两相储能系统及其控制方法。
背景技术
储能技术的应用能够在很大程度上解决新能源发电的波动性与间歇性等弊端，有效地解决了移峰填谷的难题，近年来受到越来越多的重视。其中，二氧化碳气液两相储能技术由于结构简单、布置灵活、储能效率较高等优势逐渐引起了广泛的关注。
然而，二氧化碳气液两相储能系统存在低品位热利用率较低的技术问题。
需要说明的是，在上述背景技术部分发明的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种二氧化碳气液两相储能系统及其控制方法，以利用低品位热量进行有机朗肯循环发电来提高低品位热利用率，并进一步提高了二氧化碳气液两相储能系统发电效率。
根据本发明的第一个方面，提供一种二氧化碳气液两相储能系统，包括依次闭环连接的储液罐、释能组件、储气库和储能组件，还包括有机朗肯循环发电组件；
所述二氧化碳气液两相储能系统被配置为，能够导入所述有机朗肯循环发电组件，和/或在所述释能组件工作时能够向所述释能组件供热降温后再导入所述有机朗肯循环发电组件；
所述有机朗肯循环发电组件用于，吸收导入的所述储热介质的热量并发电。
根据本公开的一种实施方式，所述二氧化碳气液两相储能系统还包括储冷罐和储热罐；
其中，所述储能组件的储热介质通道入口与储冷罐的出口连接；所述储能组件的储热介质通道出口与所述储热罐的入口连接；所述储热罐的出口与所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口连接，和/或经所述释能组件与所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口连接；所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道出口与所述储冷罐的入口连接；
所述储冷罐储存储热介质，所述储冷罐储存的储热介质在所述储能组件工作时能够在吸收所述储能组件产生的热量后存储在所述储热罐；
所述储热罐储存的储热介质，用于导入所述有机朗肯循环发电组件，和/或在所述释能组件工作时能够向所述释能组件供热降温后再导入所述有机朗肯循环发电组件。
根据本公开的一种实施方式，所述储热罐包括第一储热罐和/或第二储热罐；所述储能组件的储热介质通道出口与所述第一储热罐和/或所述第二储热罐的入口连接；所述第一储热罐和/或所述第二储热罐的出口与所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口连接，或者通过所述释能组件与所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口连接；
所述第一储热罐用于，在所述储能组件额定工况下运行阶段，存储流经所述储能组件的吸热后的储热介质；
所述第二储热罐用于，在所述储能组件非额定工况下运行阶段，存储流经所述储能组件的吸热后的储热介质。
根据本公开的一种实施方式，还包括预热器，所述预热器的二氧化碳通道入口与所述储气库的出口连接，所述预热器的二氧化碳通道出口与所述储能组件的二氧化碳通道入口连接；
所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道出口与所述预热器的供热介质通道入口连接，所述预热器的供热介质通道出口与所述储冷罐的入口连接。
根据本公开的一种实施方式，还包括第三储热罐；
所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道出口与所述第三储热罐的入口连接，所述第三储热罐的出口与所述预热器的供热介质通道入口连接；
所述第三储热罐用于，在释能阶段存储从所述有机朗肯循环发电组件中流出的储热介质，在储能阶段向所述预热器提供储热介质以加热流经所述预热器的气相二氧化碳。
根据本公开的一种实施方式，所述有机朗肯循环发电组件包括：
依次闭环连接的有机工质蒸发器、有机工质膨胀机、有机工质冷凝器、有机工质泵；
所述有机工质蒸发器的储热介质通道的入口作为有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口，所述有机工质蒸发器的储热介质通道的出口作为有机朗肯循环发电组件的储热介质通道出口。
根据本公开的一种实施方式，所述储能组件包括二氧化碳冷凝器与一个储能释热单元或者多个依次级联的储能释热单元；
任意一个所述储能释热单元包括二氧化碳压缩机和二氧化碳降温换热器；
当所述储能组件包括一个储能释热单元时，所述二氧化碳压缩机的入口与所述储气库的出口连接，所述二氧化碳压缩机的出口与所述二氧化碳降温换热器的二氧化碳通道入口连接，二氧化碳降温换热器的二氧化碳通道出口经所述二氧化碳冷凝器与所述储液罐连接；
当所述储能组件包括多个储能释热单元时，所述储能组件的第一个二氧化碳压缩机的入口与所述储气库的出口连接，所述储能组件的最后一个二氧化碳降温换热器的二氧化碳通道出口经二氧化碳冷凝器与所述储液罐连接；上一级储能释热单元的二氧化碳降温换热器的二氧化碳通道出口与下一级储能释热单元的二氧化碳压缩机的入口连接；
各个所述二氧化碳降温换热器的储热介质通道入口与所述储冷罐的出口连接，各个所述二氧化碳降温换热器的储热介质通道出口与储热罐的入口连接。
根据本公开的一种实施方式，所述释能组件包括二氧化碳蒸发器与一个释能吸热单元或者依次级联的多个释能吸热单元；任意一个所述释能吸热单元包括透平和二氧化碳升温换热器；
当所述释能组件包括一个所述释能吸热单元时，所述二氧化碳升温换热器的二氧化碳通道入口与所述二氧化碳蒸发器的出口连接，所述二氧化碳升温换热器的二氧化碳通道出口与所述透平的入口连接，所述透平的出口与所述储气库的入口连接；
当所述释能组件包括多个所述释能吸热单元时，第一个所述释能吸热单元的二氧化碳升温换热器的二氧化碳通道入口与所述二氧化碳蒸发器的出口连接，最后一个所述释能吸热单元的透平的出口与所述储气库的入口连接；在同一所述释能吸热单元中，所述二氧化碳升温换热器的二氧化碳通道出口与所述透平的入口连接；在相邻两个所述释能吸热单元之间，上一级所述释能吸热单元的透平的出口与下一级所述释能吸热单元的二氧化碳升温换热器的二氧化碳通道入口连接；
所述二氧化碳升温换热器的储热介质通道入口与所述储热罐的至少部分出口连接；所述二氧化碳升温换热器的储热介质通道出口与所述有机朗肯循环发电组件的入口连接。
根据本公开的一种实施方式，所述释能组件的二氧化碳通道出口与所述有机朗肯循环发电组件的二氧化碳通道入口连接，所述有机朗肯循环发电组件的二氧化碳通道出口与所述储气库的入口连接；所述有机朗肯循环发电组件还用于，在释能阶段吸收导入的所述二氧化碳的热量并发电；
和/或，有机朗肯循环发电组件通过所述释能组件与所述储冷罐连接。
根据本公开的一种实施方式，所述有机朗肯循环发电组件包括依次闭环连接的第一有机工质蒸发器、第一有机工质膨胀机、第二有机工质膨胀机、有机工质冷凝器、第一有机工质泵、第二有机工质泵，以及包括第二有机工质蒸发器和控制阀；
其中，所述第一有机工质蒸发器具有储热介质通道；所述第一有机工质蒸发器的储热介质通道入口作为有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口，所述第一有机工质蒸发器的储热介质通道出口作为有机朗肯循环发电组件的储热介质通道出口；所述第二有机工质蒸发器具有二氧化碳通道；所述第二有机工质蒸发器的二氧化碳通道入口作为有机朗肯循环发电组件的二氧化碳通道入口，所述第二有机工质蒸发器的二氧化碳通道出口作为有机朗肯循环发电组件的二氧化碳通道出口；
所述第一有机工质泵的出口通过所述控制阀与所述第二有机工质蒸发器的有机工质入口连接，所述第二有机工质蒸发器的有机工质出口与所述第二有机工质膨胀机的有机工质入口连接。
根据本发明的第二个方面，提供一种上述的二氧化碳气液两相储能系统的控制方法，包括：
使得所述储冷罐中的储热介质流入所述储能组件中吸收储能组件产生的热量后存储于所述储热罐；
使得所述储热罐中的储热介质流入所述有机朗肯循环发电组件，和/或在所述释能组件工作时向所述释能组件供热降温后再流入所述有机朗肯循环发电组件；
使得所述有机朗肯循环发电组件工作，以将流入所述有机朗肯循环发电组件的储热介质作为热源进行发电。
根据本公开的一种实施方式，所述储热罐包括第一储热罐和/或第二储热罐；所述储能组件的储热介质通道出口与所述第一储热罐和/或所述第二储热罐的入口连接，所述第一储热罐和/或所述第二储热罐的出口与所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口连接；所述第一储热罐用于，在所述储能组件额定工况下运行阶段，存储流经所述储能组件的吸热后的储热介质；所述第二储热罐用于，在所述储能组件非额定工况下运行阶段，存储流经所述储能组件的吸热后的储热介质；
所述二氧化碳气液两相储能系统的控制方法还包括：
在所述储能组件额定工况下运行阶段，使得从所述储能组件中流出的储热介质存储于所述第一储热罐中；在所述储能组件非额定工况下运行阶段，使得从所述储能组件中流出的储热介质存储于所述第二储热罐中；
和/或使得所述第二储热罐中的储热介质流入所述有机朗肯循环发电组件中，以作为热源进行发电。
根据本公开的一种实施方式，所述二氧化碳气液两相储能系统还包括预热器和第三储热罐；所述预热器的二氧化碳通道入口与所述储气库的出口连接，所述预热器的二氧化碳通道出口与所述储能组件的二氧化碳通道入口连接；所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道出口与所述第三储热罐的入口连接，所述第三储热罐的出口与所述预热器的供热介质通道入口连接；所述预热器的供热介质通道出口与所述储冷罐的入口连接；所述第三储热罐用于，在释能阶段存储从所述有机朗肯循环发电组件中流出的储热介质，在储能阶段向所述预热器提供储热介质以加热流经所述预热器的气相二氧化碳；
所述二氧化碳气液两相储能系统的控制方法还包括：
在所述释能阶段，使得从所述有机朗肯循环发电组件流出的储热介质存储于所述第三储热罐中；
在所述储能阶段，使得所述第三储热罐中的储热介质流入所述预热器以便对流经所述预热器的气相二氧化碳进行加热，降温后的所述储热介质流入所述储冷罐中。
根据本公开的一种实施方式，所述释能组件的二氧化碳通道出口与所述有机朗肯循环发电组件的二氧化碳通道入口连接，所述有机朗肯循环发电组件的二氧化碳通道出口与所述储气库的入口连接；
所述二氧化碳气液两相储能系统的控制方法还包括：
使得所述有机朗肯循环发电组件工作，以将流入所述有机朗肯循环发电组件的二氧化碳作为热源进行发电，并使得降温后的二氧化碳存储于所述储气库中。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种实施方式中，二氧化碳气液两相储能系统的结构示意图。
图2为本发明另一种实施方式中，二氧化碳气液两相储能系统的结构示意图。
图3为本发明又一种实施方式中，二氧化碳气液两相储能系统的结构示意图。
图4为本发明再一种实施方式中，二氧化碳气液两相储能系统的结构示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，附图仅为本发明的示意性图解，并非一定是按比例绘制。
用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，连接可以指直接连接，也可以为间接连接，例如通过中间媒介间接连接。
本发明提供一种二氧化碳气液两相储能系统及其控制方法，参见图1~4，所述二氧化碳气液两相储能系统包括依次闭环连接的储液罐8、释能组件200、储气库1、储能组件100，以及包括有机朗肯循环发电组件300。
该二氧化碳气液两相储能系统被配置为，能够导入所述有机朗肯循环发电组件，和/或在所述释能组件工作时能够向所述释能组件供热降温后再导入所述有机朗肯循环发电组件。
示例性，储能组件在非额定工况下工作时，储热介质流经储能组件吸收二氧化碳流经储能组件所产生的压缩热后，可以直接导入所述有机朗肯循环发电组件中，也可以经过储罐缓冲或者临时存储后，需要时再导入有机朗肯循环发电组件中。换言之，这些吸热后的储热介质可以直接流入有机朗肯循环发电组件，也可以通过储罐等缓冲或者储存结构再流入有机朗肯循环发电组件；这些吸热后的储热介质可以实时流向有机朗肯循环发电组件，也可以延时流向有机朗肯循环发电组件。
或者，该二氧化碳气液两相储能系统被配置为，储能组件在额定工况下工作时，流经所述储能组件并吸热后的储热介质能够导入所述有机朗肯循环发电组件。可以理解的是，储热介质流经储能组件吸收二氧化碳流经储能组件所产生的压缩热后，可以直接导入所述有机朗肯循环发电组件中，也可以经过储罐缓冲或者临时存储后，再导入有机朗肯循环发电组件中。换言之，这些吸热后的储热介质可以直接流入有机朗肯循环发电组件，也可以通过储罐等缓冲或者储存结构再流入有机朗肯循环发电组件；这些吸热后的储热介质可以实时流向有机朗肯循环发电组件，也可以延时流向有机朗肯循环发电组件。
再或者，所述二氧化碳气液两相储能系统被配置为，在非额定工况下工作时，流经所述储能组件并吸热后的储热介质能够导入所述有机朗肯循环发电组件；且被配置为，在额定工况下工作时，流经所述储能组件并吸热后的储热介质能够导入所述有机朗肯循环发电组件。
再或者，所述二氧化碳气液两相储能系统被配置为，流经所述储能组件并吸热后的储热介质在所述释能组件工作时能够向所述释能组件供热降温后再导入所述有机朗肯循环发电组件。可以理解的是，储热介质流经储能组件吸收二氧化碳流经储能组件所产生的压缩热后，直接向所述释能组件供热降温后再导入有机朗肯循环发电组件中；对于储能和释能间歇式，可以经过储罐缓冲或者临时存储后，在所述释能组件工作时能够向所述释能组件供热降温后再导入有机朗肯循环发电组件中。换言之，这些吸热后的储热介质可以直接流入释能组件供热降温后再导入有机朗肯循环发电组件，也可以通过储罐等缓冲或者储存结构再流入释能组件供热降温后再导入有机朗肯循环发电组件；这些吸热后的储热介质可以实时流向释能组件供热降温后再流向有机朗肯循环发电组件，也可以延时流向释能组件供热降温后再流向有机朗肯循环发电组件。
所述有机朗肯循环发电组件用于，吸收导入的所述储热介质的热量并发电。
流经所述储能组件并吸热后的储热介质在所述释能组件工作时能够向所述释能组件供热降温后其温度为T1，储能组件在非额定工况下工作时，储热介质流经储能组件吸收二氧化碳流经储能组件所产生的压缩热后其温度为T2，储能组件在额定工况下工作时，储热介质流经储能组件吸收二氧化碳流经储能组件所产生的压缩热后其温度为T3，T1<T2<T3。
在本公开的一些实施方式中，参见图1~4，二氧化碳气液两相储能系统包括储冷罐15、储热罐（例如第一储热罐16和/或第二储热罐18）。
其中，储液罐8的出口与释能组件200的二氧化碳通道入口连接；释能组件200的二氧化碳通道出口与储气库1的入口连接；储气库1的出口与储能组件100的二氧化碳通道入口连接；储能组件100的二氧化碳通道出口与储液罐8的入口连接。所述储能组件100的储热介质通道入口与储冷罐15的出口连接；储能组件100的储热介质通道出口与储热罐的入口连接。所述储热罐的出口与所述有机朗肯循环发电组件300的储热介质通道入口连接，和/或经所述释能组件200与所述有机朗肯循环发电组件300的储热介质通道入口连接。所述有机朗肯循环发电组件300的储热介质通道出口与所述储冷罐15的入口连接。
所述储冷罐15储存储热介质，所述储冷罐15储存的储热介质在所述储能组件100工作时能够在吸收所述储能组件100产生的热量后存储在所述储热罐。
所述储热罐储存的储热介质，用于导入所述有机朗肯循环发电组件300，和/或在所述释能组件200工作时能够向所述释能组件200供热降温后再导入所述有机朗肯循环发电组件300；
所述有机朗肯循环发电组件300用于，吸收导入的所述储热介质的热量并发电，并使得降温后的储热介质存储于所述储冷罐15中。
在本公开实施方式中，所述储能组件100用于，在储能阶段将来自所述储气库1中的气相二氧化碳压缩并冷凝为液相二氧化碳后存储于所述储液罐8。所述释能组件200用于，在释能阶段将来自所述储液罐8的液相二氧化碳蒸发为气相二氧化碳后膨胀发电并存储于所述储气库1。
本公开提供的二氧化碳气液两相储能系统的控制方法包括：
使得所述储冷罐15中的储热介质流入所述储能组件100中吸收储能组件100产生的热量后存储于所述储热罐；
使得所述储热罐中的储热介质流入所述有机朗肯循环发电组件300，和/或在所述释能组件200工作时向所述释能组件200供热降温后再流入所述有机朗肯循环发电组件300；
使得所述有机朗肯循环发电组件300工作，以将流入所述有机朗肯循环发电组件300的储热介质作为热源进行发电，并使得降温后的储热介质存储于所述储冷罐15中。
示例性的：
在储能阶段，使得所述储能组件100工作，以使得来自所述储气库1的气相二氧化碳压缩并冷凝为液相二氧化碳后存储于所述储液罐8中；使得所述储冷罐15中的储热介质流入所述储能组件100中以便对所述储能组件100中的气相二氧化碳进行降温，并使得吸热升温后的储热介质从所述储能组件100流出并存储于所述储热罐。
在释能阶段，使得所述释能组件200工作，以使得来自所述储液罐8的液相二氧化碳蒸发为气相二氧化碳后膨胀发电并存储于所述储气库1。同时，储热罐中的储热介质可以全部流经释能组件200并在释热降温后流入有机朗肯循环发电组件300，或者全部直接流入有机朗肯循环发电组件300，或者部分流经释能组件200后再流入有机朗肯循环发电组件300且部分直接流入有机朗肯循环发电组件300。流入释能组件200的储热介质可以加热释能组件200中的气相二氧化碳。
可以使得所述有机朗肯循环发电组件300工作，以将流入所述有机朗肯循环发电组件300的储热介质作为热源进行发电，并使得降温后的储热介质存储于所述储冷罐15中。
如此，本发明实施方式提供的二氧化碳气液两相储能系统，储能组件100能够在储能阶段将储气库1中的气相二氧化碳进行压缩并冷凝以便进行压缩储能。在该过程中，储冷罐15中的具有较低温度的储热介质可以与储能组件100中的气相二氧化碳进行换热，并在升温后存储于储热罐中，实现对气相二氧化碳压缩过程中的热能的回收。
在释能阶段，释能组件200和有机朗肯循环发电组件300工作。其中，释能组件200可以将储液罐8中的液相二氧化碳蒸发并加热膨胀后发电，进而实现膨胀释能。在该过程中，如果储热罐中的部分或者全部储热介质经释能组件200流入有机朗肯循环发电组件300，那么这些储热介质可以对释能组件200中的气相二氧化碳进行加热，进而实现将储能组件100压缩过程中的部分热能转移至释能组件200中发电或做功。不仅如此，在释能组件200中换热降温后的储热介质还具有较低品质的热能，这些储热介质在有机朗肯循环发电组件300中依然可以作为热源来发电。
流入有机朗肯循环发电组件300的储热介质作为有机朗肯循环发电组件300的热源，可以驱动有机朗肯循环发电组件300发电，进而实现对储热介质中的低品质热能的利用，提高释能过程的发电量，提高储能系统在释能阶段的发电效率。储热介质在有机朗肯循环发电组件300中进一步降温，进而使得流入储冷罐15中的储热介质具有更低的温度，可进一步设置储热介质冷却器17以进一步降低储冷罐15的温度设计要求，降低储冷罐15的造价成本，也可不设置储热介质冷却器17。
如下，结合附图对本发明实施方式的二氧化碳气液两相储能系统的结构、原理和效果做进一步的解释和说明。
储气库，用于存储气态二氧化碳。储液罐，用于存储液态二氧化碳或者气液混合二氧化碳。
储能组件100用于将储气库流出的气态二氧化碳压缩并冷凝为液态二氧化碳。
在本发明的一种实施方式中，参见图1和图2，所述储能组件100包括二氧化碳冷凝器7，以及包括一个储能释热单元101或者多个依次级联的储能释热单元101；任意一个所述储能释热单元101包括二氧化碳压缩机和二氧化碳降温换热器。
参见图1，当所述储能组件100包括一个储能释热单元101时，所述二氧化碳压缩机（例如图1中的二氧化碳第一压缩机3）的入口与所述储气库1的出口连接，所述二氧化碳压缩机的出口与所述二氧化碳降温换热器（例如图1中的二氧化碳第一降温换热器4）的二氧化碳通道入口连接，二氧化碳降温换热器的二氧化碳通道出口经所述二氧化碳冷凝器7与所述储液罐8连接。
参见图2和图3，当所述储能组件100包括多个储能释热单元101时，所述储能组件100的第一个二氧化碳压缩机（例如图2中的二氧化碳第一压缩机3）的入口与所述储气库1的出口连接，所述储能组件100的最后一个二氧化碳降温换热器（例如图2中的二氧化碳第二降温换热器6）的二氧化碳通道出口经二氧化碳冷凝器7与所述储液罐8连接；上一级储能释热单元101的二氧化碳降温换热器的二氧化碳通道出口与下一级储能释热单元101的二氧化碳压缩机的入口连接。
在本发明中，各个所述二氧化碳降温换热器的储热介质通道入口（作为储能组件100的储热介质通道入口）与所述储冷罐15的出口连接，各个所述二氧化碳降温换热器的储热介质通道出口（作为储能组件100的储热介质通道出口）与储热罐的入口连接。
在本发明的一种实施方式中，二氧化碳气液两相储能系统在储能组件100和储气库1之间还可以设置有第一控制阀29，以便启动储能过程或者关闭储能过程。在储能阶段，可以打开第一控制阀29，以便使得储气库1中的气相二氧化碳可以流入储能组件100中。在释能阶段，可以使得第一控制阀29关闭。
在本发明的一种实施方式中，在二氧化碳降温换热器与储冷罐15之间，可以设置有第二控制阀30，以控制储冷罐15中的储热介质是否能够流入二氧化碳降温换热器中。在储能阶段，可以使得第二控制阀30打开。在释能阶段，可以使得第二控制阀30关闭。
在储能阶段，从储气库1中流入储能组件100的气相二氧化碳可以依次流入各个储能释热单元101。在气相二氧化碳流入任意一个储能释热单元101时，先流入该储能释热单元101的二氧化碳压缩机中而被二氧化碳压缩机压缩增压，同时该气相二氧化碳的温度也升高。之后，气相二氧化碳流入储能释热单元101的二氧化碳降温换热器的二氧化碳通道，储冷罐15中的具有较低温度（例如第一温度）的储热介质流入二氧化碳降温换热器的储热介质通道。在该二氧化碳降温换热器中，气相二氧化碳与较低温度的储热介质换热，这使得气相二氧化碳的温度降低且储热介质的温度升高至较高温度。如此，气相二氧化碳中的至少部分热量转移至储热介质中。从二氧化碳降温换热器中流出的储热介质，可以存储于储热罐中，以便作为释能组件200和/或有机朗肯循环发电组件300的热源。
在本公开实施方式中，所述储热罐包括第一储热罐16和/或第二储热罐18；所述储能组件100的储热介质通道出口与所述第一储热罐16和/或所述第二储热罐18的入口连接；所述第一储热罐16和/或所述第二储热罐18的出口与所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口连接，或者通过所述释能组件与所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口连接。
在本公开的一种实施方式中，参见图1和图2，本发明的二氧化碳气液两相储能系统的储热罐可以仅包括第一储热罐16。从二氧化碳降温换热器中流出的所有储热介质，均可以存储于第一储热罐16。换言之，所述储能组件额定工况下运行阶段或者所述储能组件非额定工况下运行阶段，流经所述储能组件的吸热后的储热介质均存储于第一储热罐16。
在本公开的另外一种实施方式中，参见图3，储热罐可以包括第一储热罐16和第二储热罐18。所述第一储热罐用于在所述储能组件额定工况下运行阶段，存储流经所述储能组件的吸热后的储热介质。所述第二储热罐用于在所述储能组件非额定工况下运行阶段，存储流经所述储能组件的吸热后的储热介质。
在该实施方式中，二氧化碳气液两相储能系统的控制方法还包括：
在所述储能组件额定工况下运行阶段，使得从所述储能组件中流出的储热介质存储于所述第一储热罐中；在所述储能组件非额定工况下运行阶段，使得从所述储能组件中流出的储热介质存储于所述第二储热罐中。
进一步的，第二储热罐18的出口与有机朗肯循环发电组件300的储热介质通道入口连接。该控制方法还包括：使得所述第二储热罐中的储热介质流入所述有机朗肯循环发电组件中，以作为热源进行发电。
在本公开的一种实施方式中，所述释能组件200包括二氧化碳蒸发器9与一个释能吸热单元201或者依次级联的多个释能吸热单元201；任意一个所述释能吸热单元201包括透平（例如第一透平13、第二透平11）和二氧化碳升温换热器（例如二氧化碳第一升温换热器12、二氧化碳第二升温换热器10）。
参见图1，当所述释能组件200包括一个所述释能吸热单元201时，所述二氧化碳升温换热器（例如二氧化碳第一升温换热器12）的二氧化碳通道入口与所述二氧化碳蒸发器9的出口连接，所述二氧化碳升温换热器（例如二氧化碳第一升温换热器12）的二氧化碳通道出口与所述透平（例如第一透平13）的入口连接，所述透平（例如第一透平13）的出口与所述储气库1的入口连接。
参见图2和图3，当所述释能组件200包括多个所述释能吸热单元201时，第一个所述释能吸热单元的二氧化碳升温换热器（例如二氧化碳第二升温换热器10）的二氧化碳通道入口与所述二氧化碳蒸发器9的出口连接，最后一个所述释能吸热单元的透平（例如第一透平13）的出口与所述储气库1的入口连接。在同一所述释能吸热单元201中，所述二氧化碳升温换热器的二氧化碳通道出口与所述透平的入口连接。在相邻两个所述释能吸热单元之间，上一级所述释能吸热单元的透平（例如第二透平11）的出口与下一级所述释能吸热单元的二氧化碳升温换热器（例如二氧化碳第一升温换热器12）的二氧化碳通道入口连接。
在释能阶段，从储液罐8中流入释能组件200的液相二氧化碳可以被蒸发为气相二氧化碳并依次流入各个释能吸热单元201。在气相二氧化碳流入任意一个释能吸热单元201时，先流入该释能吸热单元201的二氧化碳升温换热器的二氧化碳通道中；储热罐中具有较高温度的储热介质流入二氧化碳升温换热器的储热介质通道中。在该二氧化碳升温换热器中，气相二氧化碳与储热介质进行热交换，使得气相二氧化碳升温而储热介质降温。如此，气相二氧化碳流经二氧化碳升温换热器后，温度和压力增大；储热罐中的至少部分储热介质流经二氧化碳升温换热器后，温度降低。之后，气相二氧化碳流入释能吸热单元201的透平，在透平中膨胀发电。具体的，透平可以包括透平机和透平机驱动的发电机，气相二氧化碳流入透平机中膨胀进而驱动透平机转动，透平机转动带动发电机发电。如此，储热罐中的至少部分储热介质的至少部分热量转移至气相二氧化碳中并用于释能发电。
在本公开实施方式中，所述二氧化碳升温换热器的储热介质通道入口与所述储热罐的至少部分出口连接；所述二氧化碳升温换热器的储热介质通道出口与所述有机朗肯循环发电组件300的入口连接。如此，储热罐中的至少部分储热介质可以流入释能组件200中，并作为释能组件200的热源而对流经释能组件200的二氧化碳进行加热。从释能组件200中流出的储热介质，可以作为有机朗肯循环发电组件300的热源而用于发电。
作为一种示例，参见图1和图2，储热罐仅包括第一储热罐16，第一储热罐16的出口与各个二氧化碳升温换热器的储热介质通道入口连接。
作为另一种示例，参见图3，储热罐仅包括第一储热罐16和第二储热罐18。第一储热罐16的出口与各个二氧化碳升温换热器的储热介质通道入口连接；第二储热罐18的出口不经释能组件200而直接与所述有机朗肯循环发电组件300的入口连接；此时，二氧化碳升温换热器的储热介质通道入口与所述储热罐的至少部分出口连接。
在本发明的一种实施方式中，在第一储热罐16与释能组件200之间可以设置有第五控制阀33，以控制第一储热罐16中的储热介质是否可以流入释能组件200中以便对释能组件200中的气相二氧化碳进行加热。在储能阶段，可以使得第五控制阀33关闭。在释能阶段，可以使得第五控制阀33打开。
释能组件200用于将液态二氧化碳蒸发为气态二氧化碳并膨胀做功或发电。
作为一种示例，释能组件200中可以仅包括一个释能吸热单元201。举例而言，在图1所示例的实施方式中，释能组件200包括一个释能吸热单元201，该释能吸热单元201包括二氧化碳第一升温换热器12和第一透平13，二氧化碳第一升温换热器12的二氧化碳通道入口通过二氧化碳蒸发器9的二氧化碳通道和第四控制阀32与储液罐8连接，二氧化碳第一升温换热器12的二氧化碳通道出口与第一透平13的入口连接，第一透平13的出口通过二氧化碳冷却器14与储气库1的入口连接。二氧化碳第一升温换热器12的储热介质通道入口通过第五控制阀33与第一储热罐16的出口连接，二氧化碳第一升温换热器12的储热介质通道出口与有机朗肯循环发电组件300的储热介质通道入口连接。
作为另一种示例，释能组件200中可以包括多个释能吸热单元201。举例而言，在图2所示例的实施方式中，释能组件200包括两个释能吸热单元201，即包括二氧化碳第二升温换热器10、第二透平11、二氧化碳第一升温换热器12和第一透平13；其中，二氧化碳第二升温换热器10的二氧化碳通道入口通过二氧化碳蒸发器9的二氧化碳通道、第四控制阀32与储液罐8的出口连接，二氧化碳第二升温换热器10的二氧化碳通道出口与第二透平11的入口连接；第二透平11的出口与二氧化碳第一升温换热器12的储热介质通道入口连接，二氧化碳第一升温换热器12的储热介质通道出口与第一透平13的入口连接，第一透平13的入口通过二氧化碳冷却器14与储液罐8连接。二氧化碳第二升温换热器10的储热介质通道入口和二氧化碳第一升温换热器12的储热介质通道入口均通过第五控制阀33与第一储热罐16连接，二氧化碳第二升温换热器10的储热介质通道出口和二氧化碳第一升温换热器12的储热介质通道出口均与有机朗肯循环发电组件300的储热介质通道入口连接。
在本发明的一种实施方式中，从释能组件200中流出的储热介质的温度，不低于70℃，以满足有机朗肯循环发电组件300发电所需的热量温度要求。
在本发明的一种实施方式中，储热介质的材料为导热油。
在本发明的一种实施方式中，二氧化碳气液两相储能系统在释能组件200和储液罐8之间还可以设置有第四控制阀32，以控制储液罐8是否能够向释能组件200提供液相二氧化碳，进而控制释能过程启动或者关闭。在储能阶段，可以使得第四控制阀32关闭。在释能阶段，可以使得第四控制阀32打开。
在本发明的一种实施方式中，参见图2和图3，本发明的二氧化碳气液两相储能系统还包括预热器2。预热器2具有二氧化碳通道和供热介质通道。所述预热器2的二氧化碳通道入口与所述储气库1的出口连接，所述预热器2的二氧化碳通道出口与所述储能组件100的二氧化碳通道入口（例如第一级储能释热单元101的二氧化碳通道入口）连接。在储能阶段，储气库1中的气相二氧化碳可以通过预热器2的二氧化碳通道流入储能释热单元101中，并在流过预热器2时被预热器2中的供热介质加热升温，升温至二氧化碳压缩机额定工作温度。如此，可以提高流入储能释热单元101中的气相二氧化碳的温度，进而满足二氧化碳压缩机的工作温度要求；当储热介质在二氧化碳降温换热器中被加热后，可以使得流出二氧化碳降温换热器的储热介质具有更高的温度，以利于在释能阶段利用高温的储热介质对气相二氧化碳进行加热。当然的，在本公开的其他实施方式中，本发明的二氧化碳气液两相储能系统中也可以不设置预热器。例如，在图1所示例的实施方式中，储能组件100的二氧化碳通道入口直接通过第一控制阀29与储气库1的出口连接；在储能组件100与储气库1之间不设置预热器。
在本发明的一种实施方式中，本发明的二氧化碳气液两相储能系统还包括位于释能吸热单元201与储气库1之间的二氧化碳冷却器14。最后一个释能吸热单元201的透平的出口通过二氧化碳冷却器14与储气库1的入口连接。在释能阶段，从释能吸热单元201中流出的气相二氧化碳经过释能发电，具有较低的温度，为保证储气库的工作温度安全要求，可以进一步设置二氧化碳冷却器14。该气相二氧化碳在流经二氧化碳冷却器14时，可以被二氧化碳冷却器14进一步冷却以降温，例如降温至常温。
所述有机朗肯循环发电组件300的储热介质通道出口与所述预热器2的供热介质通道入口连接，所述预热器2的供热介质通道出口与所述储冷罐15的入口连接。
在本发明的一种实施方式中，参见图1，所述有机朗肯循环发电组件300包括依次闭环连接的有机工质蒸发器25、有机工质膨胀机26、有机工质冷凝器27和有机工质泵28。所述有机工质泵28的出口与所述有机工质蒸发器25的有机工质通道的入口连接，所述有机工质蒸发器25的有机工质通道的出口与所述有机工质膨胀机26的入口连接，所述有机工质膨胀机26的出口与所述有机工质冷凝器27的有机工质通道的入口连接，所述有机工质冷凝器27的有机工质通道的出口与所述有机工质泵28的入口连接；
所述有机工质蒸发器25的储热介质通道的入口与所述释能组件200的储热介质通道出口连接，所述有机工质蒸发器25的储热介质通道的出口与所述储冷罐15的入口连接。
如此，在释能阶段，有机朗肯循环发电组件300可以工作以将流入有机工质蒸发器25的储热介质通道的储热介质作为热源，例如利用从释能组件200中流出的储热介质作为热源，来对位于有机工质蒸发器25的有机工质通道中的液相有机工质进行加热；有机工质蒸发器25的有机工质通道中的液相有机工质吸热蒸发而成为气相有机工质并流入有机工质膨胀机26中，在有机工质膨胀机26中膨胀发电。气相有机工质在有机工质膨胀机26中膨胀发电后，流入有机工质冷凝器27的有机工质通道中进行降温冷凝，成为液相有机工质；有机工质冷凝器27提供的液相有机工质可以经过有机工质泵28的驱动而流入有机工质蒸发器25的有机工质通道中，继续参与与储热介质的换热和蒸发。同时，储热介质在有机工质蒸发器25的储热介质通道中释热降温。这样，该有机朗肯循环发电组件300可以将低品位热源进行利用而发电，提高发电效率。
可选的，有机工质为有机材料，其可以选自环丙烷、丁烷、R152a等制冷剂，其需要满足有机朗肯循环发电组件300对蒸发温度较低的要求。在一种示例中，蒸发温度不低于60℃。
在本发明的一种实施方式中，在储冷罐15的入口处设置有储热介质冷却器17，从有机朗肯循环发电组件300中流出的储热介质经过储热介质冷却器17的冷却降温后，流入储冷罐15中存储。如此，可以进一步降低储冷罐15设计温度，降低储冷罐15造价成本，提高利用储冷罐15中的储热介质对储能组件100中的气相二氧化碳进行冷却时的冷却效果。
在本发明的一种实施方式中，在储能组件100的储热介质通道所连接的管道上，设置有驱动泵，以驱动储热介质的流动。例如，储能组件100的储热介质通道入口与储冷罐15的出口之间设置有驱动泵，或者在储能组件100的二氧化碳通道出口与第一储热罐16的入口之间设置有驱动泵。
在本发明的一种实施方式中，在释能组件200的储热介质通道所连接的管道上，设置有驱动泵，以驱动储热介质的流动。例如，释能组件200的储热介质通道入口与第一储热罐16的出口之间设置有驱动泵。
在本发明的另一种实施方式中，参见图3，二氧化碳气液两相储能系统还包括第二储热罐18。所述二氧化碳降温换热器的储热介质通道出口还与所述第二储热罐18的入口连接，所述第二储热罐18的出口与所述有机朗肯循环发电组件300的储热介质通道入口连接。在该实施方式中，并非所有从储能组件100中流出的储热介质均存储于第一储热罐16中。在所述储能阶段，在所述储能组件100内的所述气相二氧化碳被压缩至储能压力之前，使得从所述储能组件100中流出的储热介质存储于所述第二储热罐18中；在所述储能组件100内的所述气相二氧化碳被压缩至所述储能压力后，使得从所述储能组件100中流出的储热介质存储于所述第一储热罐16中。在释能阶段，可以使得所述第二储热罐18中的储热介质流入所述有机朗肯循环发电组件300中，以便作为热源进行发电。
在一种示例中，第一储热罐16的入口设置有第六控制阀34，第二储热罐18的入口设置有第三控制阀31。第一储热罐16的入口通过第六控制阀34与储能组件100的储热介质通道出口（即各个二氧化碳降温换热器的储热介质通道出口）连接，第二储热罐18的入口通过第三控制阀31与储能组件100的储热介质通道出口（即各个二氧化碳降温换热器的储热介质通道出口）连接。在储能阶段，可以通过控制第六控制阀34和第三控制阀31的打开或者关闭，例如控制第六控制阀34和第三控制阀31的择一打开，进而控制从储能组件100中流出的储热介质存储于第二储热罐18还是第一储热罐16。举例而言，所述储能阶段，在所述储能组件100内的所述气相二氧化碳被压缩至储能压力之前，使得第三控制阀31打开且第六控制阀34关闭，使得从所述储能组件100中流出的储热介质存储于所述第二储热罐18中；在所述储能组件100内的所述气相二氧化碳被压缩至所述储能压力后的额定运行状态下，使得第六控制阀34打开且第三控制阀31关闭，使得从所述储能组件100中流出的储热介质存储于所述第一储热罐16中。
在一种示例中，在第二储热罐18与有机工质蒸发器25之间的管路上设置有驱动泵，以驱动储热介质从第二储热罐18流向有机工质蒸发器25。
在图1所示例的实施方式中，从有机朗肯循环发电组件300流出的储热介质可以不经进一步利用而流回储冷罐15中，例如有机工质蒸发器25的储热介质通道的出口与储冷罐15的入口连接，或者有机工质蒸发器25的储热介质通道的出口通过储热介质冷却器17与储冷罐15的入口连接。
在本发明的另外一些实施方式中，有机朗肯循环发电组件300中流出的储热介质，其具有更低品位的热能。此时，该储热介质可以不直接流回储冷罐15或者不直接经过储热介质冷却器17流回储冷罐15，而是先流经预热器2的供热介质通道以作为预热器2的热源，然后再流入储冷罐15中。即，所述有机朗肯循环发电组件300的储热介质通道出口与所述预热器2的供热介质通道入口连接，所述预热器2的供热介质通道出口与所述储冷罐15的入口连接。
在一种示例中，参见图2，有机工质蒸发器25的储热介质通道的出口与预热器2的供热介质通道入口连接，预热器2的供热介质通道出口通过储热介质冷却器17与储冷罐15的入口连接。如此，流入有机工质蒸发器25的储热介质通道的储热介质可以作为热源驱动有机朗肯循环发电组件300发电，储热介质降温，如温度60º以上；该储热介质可以流入预热器2的供热介质通道中以作为热源对流经预热器2的二氧化碳通道的气相二氧化碳进行加热，储热介质进一步降温并流出预热器2。该储热介质可以流经储热介质冷却器17进一步降温后存储于储冷罐15中。
在另一种示例中，该实施方式的二氧化碳气液两相储能系统还包括第三储热罐19。若储能和释能是间歇式，所述有机朗肯循环发电组件300的储热介质通道出口与所述第三储热罐19的入口连接，所述第三储热罐19的出口与所述预热器2的供热介质通道入口连接；所述第三储热罐19用于，在释能阶段存储从所述有机朗肯循环发电组件中流出的储热介质，在储能阶段向所述预热器提供储热介质以加热流经所述预热器的气相二氧化碳。
这样，所述二氧化碳气液两相储能系统的控制方法还包括：
在所述释能阶段，使得从所述有机朗肯循环发电组件流出的储热介质存储于所述第三储热罐中；
在所述储能阶段，使得所述第三储热罐中的储热介质流入所述预热器以便对流经所述预热器的气相二氧化碳进行加热，降温后的所述储热介质流入所述储冷罐中。
这样，尽管从有机朗肯循环发电组件300中流出的储热介质的温度更低、能量品位更差，但是通过将该部分储热介质作为预热器2的热源的形式可以实现对这部分热量的回收，进而提高二氧化碳气液两相储能系统的低品位热利用率。
进一步的，在第三储热罐19和预热器2之间可以设置第七控制阀35，以便控制第三储热罐19中的储热介质是否流入预热器2中。举例而言，在储能阶段，使得第七控制阀35打开，以使得第三储热罐19中的储热介质流入预热器2中以作为热源。在释能阶段，使得第七控制阀35关闭，以使得有机朗肯循环发电组件300中流出的储热介质存储于第三储热罐19中。
在一种示例中，有机朗肯循环发电组件300连接所述释能组件200。示例性，有机朗肯循环发电组件300连接二氧化碳蒸发器9。进一步地，二氧化碳蒸发器9连接储能组件100。
在一种示例中，有机朗肯循环发电组件300通过所述释能组件200与所述储冷罐15连接。进一步地，有机朗肯循环发电组件300通过二氧化碳蒸发器9与储冷罐15连接。
示例性，二氧化碳蒸发器9具有供热介质通道入口、供热介质通道出口，二氧化碳通道入口、二氧化碳通道出口。有机朗肯循环发电组件300的储热介质通道出口与二氧化碳蒸发器9供热介质通道入口连接，二氧化碳蒸发器9供热介质通道出口与储冷罐15直接连接或者通过储热介质冷却器17连接储冷罐15。有机朗肯循环发电组件300中流出的储热介质直接向二氧化碳蒸发器9提供储热介质以蒸发流经二氧化碳蒸发器9的液相二氧化碳。储热介质流经二氧化碳蒸发器9降温后，可以直接流向储能组件进行下一次有机朗肯循环发电，对于储能和释能间歇式，也可以储存在储冷罐15缓冲或者临时存储后，储能组件工作时，流向储能组件进行下一次有机朗肯循环发电。
这样，所述二氧化碳气液两相储能系统的控制方法还包括：
在所述释能阶段，使得从所述有机朗肯循环发电组件300流出的储热介质流入所述二氧化碳蒸发器9以便对流经所述二氧化碳蒸发器9的液相二氧化碳进行蒸发，降温后的所述储热介质流入所述储冷罐中。
这样，尽管从有机朗肯循环发电组件300中流出的储热介质的温度更低、能量品位更差，但是通过将该部分储热介质作为二氧化碳蒸发器9的热源的形式可以实现对这部分热量的回收，进而提高二氧化碳气液两相储能系统的低品位热利用率。
在另一种示例中，有机朗肯循环发电组件300的储热介质通道出口与第三储热罐19的入口连接，第三储热罐19的出口与二氧化碳蒸发器9的供热介质通道入口连接；二氧化碳蒸发器9的供热介质通道出口与储冷罐15直接连接或者通过储热介质冷却器17连接储冷罐15。所述第三储热罐19用于，在释能阶段存储从有机朗肯循环发电组件中流出的储热介质，并向二氧化碳蒸发器9提供储热介质以蒸发流经二氧化碳蒸发器9的液相二氧化碳。
这样，所述二氧化碳气液两相储能系统的控制方法还包括：
在所述释能阶段，使得从所述有机朗肯循环发电组件流出的储热介质存储于所述第三储热罐中；
使得所述第三储热罐中的储热介质流入所述二氧化碳蒸发器9以便对流经所述二氧化碳蒸发器9的液相二氧化碳进行蒸发，降温后的所述储热介质流入所述储冷罐中。
这样，尽管从有机朗肯循环发电组件300中流出的储热介质的温度更低、能量品位更差，但是通过将该部分储热介质作为二氧化碳蒸发器9的热源的形式可以实现对这部分热量的回收，进而提高二氧化碳气液两相储能系统的低品位热利用率。
进一步的，在第三储热罐19和二氧化碳蒸发器9之间可以设置控制阀（未画出），以便控制第三储热罐19中的储热介质是否流入二氧化碳蒸发器9中。举例而言，在释能阶段，使得控制阀（未画出）打开，以使得第三储热罐19中的储热介质流入二氧化碳蒸发器9中以作为热源，以使得有机朗肯循环发电组件300中流出的储热介质存储于第三储热罐19中。
在本发明的另一种实施方式中，有机朗肯循环发电组件300除了利用储热介质进行发电外，还可以利用从释能组件200中流出的二氧化碳中的能量进行发电，以便提高二氧化碳气液两相储能系统的低品位热利用率和发电效率。
举例而言，参见图4，在该实施方式中，有机朗肯循环发电组件300具有二氧化碳通道；所述释能组件的二氧化碳通道出口与所述有机朗肯循环发电组件的二氧化碳通道入口连接，所述有机朗肯循环发电组件的二氧化碳通道出口与所述储气库的入口连接；所述有机朗肯循环发电组件还用于，在释能阶段吸收导入的所述二氧化碳的热量并发电。
在该实施方式中，二氧化碳气液两相储能系统的控制方法可以包括：
使得所述有机朗肯循环发电组件工作，以将流入所述有机朗肯循环发电组件的二氧化碳作为热源进行发电，并使得降温后的二氧化碳存储于所述储气库中。
作为一种示例，参见图4，所述有机朗肯循环发电组件包括依次闭环连接的第一有机工质蒸发器251、第一有机工质膨胀机261、第二有机工质膨胀机262、有机工质冷凝器27、第一有机工质泵281、第二有机工质泵282，以及包括第二有机工质蒸发器252和控制阀290；
其中，所述第一有机工质蒸发器251具有储热介质通道；所述第一有机工质蒸发器251的储热介质通道入口作为有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口，所述第一有机工质蒸发器251的储热介质通道出口作为有机朗肯循环发电组件的储热介质通道出口；所述第二有机工质蒸发器252具有二氧化碳通道；所述第二有机工质蒸发器252的二氧化碳通道入口作为有机朗肯循环发电组件的二氧化碳通道入口，所述第二有机工质蒸发器252的二氧化碳通道出口作为有机朗肯循环发电组件的二氧化碳通道出口。
所述第一有机工质泵281的出口通过所述控制阀290与所述第二有机工质蒸发器252的有机工质入口连接，所述第二有机工质蒸发器252的有机工质出口与所述第二有机工质膨胀机262的有机工质入口连接。
在该示例中，第一有机工质蒸发器251、第一有机工质膨胀机261、第二有机工质膨胀机262、有机工质冷凝器27、第二有机工质蒸发器252均具有有机工质通道。第一有机工质蒸发器251的有机工质通道出口与第一有机工质膨胀机261的有机工质通道入口连接，第一有机工质膨胀机261的有机工质通道出口与第二有机工质膨胀机262的有机工质通道入口连接，第二有机工质膨胀机262的有机工质通道出口与有机工质冷凝器27的有机工质通道入口连接，有机工质冷凝器27的有机工质通道出口与第一有机工质泵281的入口连接，第一有机工质泵281的出口与第二有机工质泵282的入口连接，第二有机工质泵282的出口与第一有机工质蒸发器251的有机工质通道入口连接。控制阀290的入口与第一有机工质泵281的出口连接，控制阀290的出口与第二有机工质蒸发器252的有机工质通道入口连接，第二有机工质蒸发器252的有机工质通道出口与第二有机工质膨胀机262的有机工质通道入口连接。在释能阶段，从释能组件200和/或储热罐流入第一有机工质蒸发器251的储热介质，可以与位于第一有机工质蒸发器251中的有机工质进行换热，进而使得位于第一有机工质蒸发器251的有机工质蒸发后流入第一有机工质膨胀机261。从第一有机工质蒸发器251流入第一有机工质膨胀机261的有机工质在第一有机工质膨胀机261中膨胀并发电，然后流入第二有机工质膨胀机262中进一步膨胀发电。从释能组件200流出的二氧化碳可以流入第二有机工质蒸发器252中，进而与位于第二有机工质蒸发器252中的有机工质换热，使得第二有机工质蒸发器252中的有机工质蒸发并流入第二有机工质膨胀机262。流入第二有机工质膨胀机262的有机工质膨胀并发电。从第二有机工质膨胀机262流出的有机工质在有机工质冷凝器27中降温冷凝，然后通过第一有机工质泵281和控制阀290流向第二有机工质蒸发器252，且/或者通过第一有机工质泵281和第二有机工质泵282流向第一有机工质蒸发器251。通过控制控制阀290的关闭与否，可以控制有机工质是否能够流入第二有机工质蒸发器252。或者，可以通过控制控制阀290的开度，进而控制流向第一有机工质蒸发器251和第二有机工质蒸发器252的有机工质的比例。由于流入第一有机工质蒸发器251的热源（储热介质）温度比流入第二有机工质蒸发器252的热源（二氧化碳）温度高，为提高有机朗肯循环发电组件的发电效率，液相有机工质通过第一有机工质泵281加压，加压后液相有机工质一部分流入第二有机工质蒸发器252蒸发，另一部分通过第二有机工质泵282进一步加压后流入第一有机工质蒸发器251蒸发，实现液相有机工质在第二有机工质蒸发器252和第一有机工质蒸发器251不同的蒸发压力和不同的蒸发温度，通过第一有机工质泵281和第二有机工质泵282将液态有机工质转化成不同压力能的有机工质以吸收不同温度的热源，以实现第一有机工质膨胀机261、第二有机工质膨胀机262膨胀做功发电，将有机工质不同的压力能最大化转化成电能。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (14)

1.一种二氧化碳气液两相储能系统，其特征在于，包括依次闭环连接的储液罐、释能组件、储气库和储能组件，还包括有机朗肯循环发电组件；
所述二氧化碳气液两相储能系统被配置为，流经所述储能组件并吸热后的储热介质能够导入所述有机朗肯循环发电组件，和/或在所述释能组件工作时能够向所述释能组件供热降温后再导入所述有机朗肯循环发电组件；
所述有机朗肯循环发电组件用于，吸收导入的所述储热介质的热量并发电。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳气液两相储能系统，其特征在于，所述二氧化碳气液两相储能系统还包括储冷罐和储热罐；
其中，所述储能组件的储热介质通道入口与储冷罐的出口连接；所述储能组件的储热介质通道出口与所述储热罐的入口连接；所述储热罐的出口与所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口连接，和/或经所述释能组件与所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口连接；所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道出口与所述储冷罐的入口连接；
所述储冷罐储存储热介质，所述储冷罐储存的储热介质在所述储能组件工作时能够在吸收所述储能组件产生的热量后存储在所述储热罐；
所述储热罐储存的储热介质，用于导入所述有机朗肯循环发电组件，和/或在所述释能组件工作时能够向所述释能组件供热降温后再导入所述有机朗肯循环发电组件。
3.根据权利要求2所述的二氧化碳气液两相储能系统，其特征在于，
所述储热罐包括第一储热罐和/或第二储热罐；所述储能组件的储热介质通道出口与所述第一储热罐和/或所述第二储热罐的入口连接；所述第一储热罐和/或所述第二储热罐的出口与所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口连接，或者通过所述释能组件与所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口连接；
所述第一储热罐用于，在所述储能组件额定工况下运行阶段，存储流经所述储能组件的吸热后的储热介质；
所述第二储热罐用于，在所述储能组件非额定工况下运行阶段，存储流经所述储能组件的吸热后的储热介质。
4.根据权利要求2所述的二氧化碳气液两相储能系统，其特征在于，还包括预热器，所述预热器的二氧化碳通道入口与所述储气库的出口连接，所述预热器的二氧化碳通道出口与所述储能组件的二氧化碳通道入口连接；
所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道出口与所述预热器的供热介质通道入口连接，所述预热器的供热介质通道出口与所述储冷罐的入口连接。
5.根据权利要求4所述的二氧化碳气液两相储能系统，其特征在于，还包括第三储热罐；
所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道出口与所述第三储热罐的入口连接，所述第三储热罐的出口与所述预热器的供热介质通道入口连接；
所述第三储热罐用于，在释能阶段存储从所述有机朗肯循环发电组件中流出的储热介质，在储能阶段向所述预热器提供储热介质以加热流经所述预热器的气相二氧化碳。
6.根据权利要求2所述的二氧化碳气液两相储能系统，其特征在于，所述有机朗肯循环发电组件包括：
依次闭环连接的有机工质蒸发器、有机工质膨胀机、有机工质冷凝器、有机工质泵；
所述有机工质蒸发器的储热介质通道的入口作为有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口，所述有机工质蒸发器的储热介质通道的出口作为有机朗肯循环发电组件的储热介质通道出口。
7.根据权利要求2所述的二氧化碳气液两相储能系统，其特征在于，所述储能组件包括二氧化碳冷凝器与一个储能释热单元或者多个依次级联的储能释热单元；
任意一个所述储能释热单元包括二氧化碳压缩机和二氧化碳降温换热器；
当所述储能组件包括一个储能释热单元时，所述二氧化碳压缩机的入口与所述储气库的出口连接，所述二氧化碳压缩机的出口与所述二氧化碳降温换热器的二氧化碳通道入口连接，二氧化碳降温换热器的二氧化碳通道出口经所述二氧化碳冷凝器与所述储液罐连接；
当所述储能组件包括多个储能释热单元时，所述储能组件的第一个二氧化碳压缩机的入口与所述储气库的出口连接，所述储能组件的最后一个二氧化碳降温换热器的二氧化碳通道出口经二氧化碳冷凝器与所述储液罐连接；上一级储能释热单元的二氧化碳降温换热器的二氧化碳通道出口与下一级储能释热单元的二氧化碳压缩机的入口连接；
各个所述二氧化碳降温换热器的储热介质通道入口与所述储冷罐的出口连接，各个所述二氧化碳降温换热器的储热介质通道出口与储热罐的入口连接。
8.根据权利要求2所述的二氧化碳气液两相储能系统，其特征在于，所述释能组件包括二氧化碳蒸发器与一个释能吸热单元或者依次级联的多个释能吸热单元；任意一个所述释能吸热单元包括透平和二氧化碳升温换热器；
当所述释能组件包括一个所述释能吸热单元时，所述二氧化碳升温换热器的二氧化碳通道入口与所述二氧化碳蒸发器的出口连接，所述二氧化碳升温换热器的二氧化碳通道出口与所述透平的入口连接，所述透平的出口与所述储气库的入口连接；
当所述释能组件包括多个所述释能吸热单元时，第一个所述释能吸热单元的二氧化碳升温换热器的二氧化碳通道入口与所述二氧化碳蒸发器的出口连接，最后一个所述释能吸热单元的透平的出口与所述储气库的入口连接；在同一所述释能吸热单元中，所述二氧化碳升温换热器的二氧化碳通道出口与所述透平的入口连接；在相邻两个所述释能吸热单元之间，上一级所述释能吸热单元的透平的出口与下一级所述释能吸热单元的二氧化碳升温换热器的二氧化碳通道入口连接；
所述二氧化碳升温换热器的储热介质通道入口与所述储热罐的至少部分出口连接；所述二氧化碳升温换热器的储热介质通道出口与所述有机朗肯循环发电组件的入口连接。
9.根据权利要求2所述的二氧化碳气液两相储能系统，其特征在于，所述释能组件的二氧化碳通道出口与所述有机朗肯循环发电组件的二氧化碳通道入口连接，所述有机朗肯循环发电组件的二氧化碳通道出口与所述储气库的入口连接；所述有机朗肯循环发电组件还用于，在释能阶段吸收导入的所述二氧化碳的热量并发电；
和/或，有机朗肯循环发电组件通过所述释能组件与所述储冷罐连接。
10.根据权利要求9所述的二氧化碳气液两相储能系统，其特征在于，所述有机朗肯循环发电组件包括依次闭环连接的第一有机工质蒸发器、第一有机工质膨胀机、第二有机工质膨胀机、有机工质冷凝器、第一有机工质泵、第二有机工质泵，以及包括第二有机工质蒸发器和控制阀；
其中，所述第一有机工质蒸发器具有储热介质通道；所述第一有机工质蒸发器的储热介质通道入口作为有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口，所述第一有机工质蒸发器的储热介质通道出口作为有机朗肯循环发电组件的储热介质通道出口；所述第二有机工质蒸发器具有二氧化碳通道；所述第二有机工质蒸发器的二氧化碳通道入口作为有机朗肯循环发电组件的二氧化碳通道入口，所述第二有机工质蒸发器的二氧化碳通道出口作为有机朗肯循环发电组件的二氧化碳通道出口；
所述第一有机工质泵的出口通过所述控制阀与所述第二有机工质蒸发器的有机工质入口连接，所述第二有机工质蒸发器的有机工质出口与所述第二有机工质膨胀机的有机工质入口连接。
11.一种权利要求2~10任意一项所述的二氧化碳气液两相储能系统的控制方法，其特征在于，包括：
使得所述储冷罐中的储热介质流入所述储能组件中吸收储能组件产生的热量后存储于所述储热罐；
使得所述储热罐中的储热介质流入所述有机朗肯循环发电组件，和/或在所述释能组件工作时向所述释能组件供热降温后再流入所述有机朗肯循环发电组件；
使得所述有机朗肯循环发电组件工作，以将流入所述有机朗肯循环发电组件的储热介质作为热源进行发电。
12.根据权利要求11所述的二氧化碳气液两相储能系统的控制方法，其特征在于，所述储热罐包括第一储热罐和/或第二储热罐；所述储能组件的储热介质通道出口与所述第一储热罐和/或所述第二储热罐的入口连接，所述第一储热罐和/或所述第二储热罐的出口与所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道入口连接；所述第一储热罐用于，在所述储能组件额定工况下运行阶段，存储流经所述储能组件的吸热后的储热介质；所述第二储热罐用于，在所述储能组件非额定工况下运行阶段，存储流经所述储能组件的吸热后的储热介质；
所述二氧化碳气液两相储能系统的控制方法还包括：
在所述储能组件额定工况下运行阶段，使得从所述储能组件中流出的储热介质存储于所述第一储热罐中；在所述储能组件非额定工况下运行阶段，使得从所述储能组件中流出的储热介质存储于所述第二储热罐中；
和/或使得所述第二储热罐中的储热介质流入所述有机朗肯循环发电组件中，以作为热源进行发电。
13.根据权利要求11所述的二氧化碳气液两相储能系统的控制方法，其特征在于，所述二氧化碳气液两相储能系统还包括预热器和第三储热罐；所述预热器的二氧化碳通道入口与所述储气库的出口连接，所述预热器的二氧化碳通道出口与所述储能组件的二氧化碳通道入口连接；所述有机朗肯循环发电组件的储热介质通道出口与所述第三储热罐的入口连接，所述第三储热罐的出口与所述预热器的供热介质通道入口连接；所述预热器的供热介质通道出口与所述储冷罐的入口连接；所述第三储热罐用于，在释能阶段存储从所述有机朗肯循环发电组件中流出的储热介质，在储能阶段向所述预热器提供储热介质以加热流经所述预热器的气相二氧化碳；
所述二氧化碳气液两相储能系统的控制方法还包括：
在所述释能阶段，使得从所述有机朗肯循环发电组件流出的储热介质存储于所述第三储热罐中；
在所述储能阶段，使得所述第三储热罐中的储热介质流入所述预热器以便对流经所述预热器的气相二氧化碳进行加热，降温后的所述储热介质流入所述储冷罐中。
14.根据权利要求11所述的二氧化碳气液两相储能系统的控制方法，其特征在于，所述释能组件的二氧化碳通道出口与所述有机朗肯循环发电组件的二氧化碳通道入口连接，所述有机朗肯循环发电组件的二氧化碳通道出口与所述储气库的入口连接；
所述二氧化碳气液两相储能系统的控制方法还包括：
使得所述有机朗肯循环发电组件工作，以将流入所述有机朗肯循环发电组件的二氧化碳作为热源进行发电，并使得降温后的二氧化碳存储于所述储气库中。
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