CN117318319B - 利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统及方法，包括：储气库、储能组件和储液罐；储能组件包括压缩储能部、冷凝器和冷凝工质提供组件，压缩储能部用于压缩常压的气态二氧化碳至预设储能压力后分为两路，一路作为气态冷凝工质二氧化碳向冷凝工质提供组件输入，另一路作为气态工作工质二氧化碳向冷凝器输入；冷凝工质提供组件用于将气态冷凝工质二氧化碳先升压至超临界状态再降温降压成气液混合态后输出至冷凝器，冷凝器用于利用气液混合态的冷凝工质二氧化碳的冷量将气态工作工质二氧化碳冷凝成液态后输出至储液罐。本发明实施例可实现利用系统内部二氧化碳作为冷凝工质，因此可取消冷水机组，大大降低用水量。

Description

利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统及方法

技术领域

本发明涉及储能技术领域，尤其涉及一种利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统及该系统的工作工质冷凝方法。

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，基于工质气液相变的储能技术例如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。在目前的气液相变二氧化碳储能系统中，储能阶段气态的二氧化碳被压缩机压缩，并经冷凝器冷凝成液态后存储至储液罐中，二氧化碳冷凝过程所采用的冷量由水冷机组提供，水冷机组蒸发侧向二氧化碳气液两相储能系统中的冷凝器提供低温水，用于将高压的二氧化碳冷凝为液态。然而目前采用水冷机组给冷凝器提供冷量的方式用水量极大，容易受二氧化碳气液两相储能系统所处环境的水资源限制、受环境温度影响而对整个二氧化碳气液两相储能系统的运行稳定性、可靠性和经济性造成不良影响。

发明内容

因此，为解决现有技术中存在的储能过程中通过水冷机组给冷凝器提供冷量冷凝二氧化碳用水量大的问题，本发明实施例提供一种利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统以及工质冷凝方法，可实现利用系统内部二氧化碳作为冷凝工质，因此可取消冷水机组，大大降低用水量，不易受系统所处环境的水资源限制和环境温度影响。

本发明的一个实施例提供一种利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统，包括：储气库、储能组件和储液罐；所述储能组件包括压缩储能部和冷凝器；所述储气库的出口连接所述压缩储能部的工质进口，所述压缩储能部的工质出口连接所述冷凝器的工作工质进口，所述冷凝器的工作工质出口连接所述储液罐；储能组件还包括：冷凝工质提供组件，所述冷凝工质提供组件的介质输入端连接所述压缩储能部的所述工质出口，所述冷凝工质提供组件的介质输出端连接所述冷凝器的冷凝工质进口；所述储气库用于存储常压的气态二氧化碳；所述压缩储能部用于压缩常压的所述气态二氧化碳至预设储能压力后分为两路，一路预设储能压力气态二氧化碳作为气态冷凝工质二氧化碳并向所述冷凝工质提供组件输入，另一路预设储能压力气态二氧化碳作为气态工作工质二氧化碳向所述冷凝器输入；所述冷凝工质提供组件用于将所述气态冷凝工质二氧化碳先升压至超临界状态再降温降压成气液混合态冷凝工质二氧化碳后输出至所述冷凝器，所述冷凝器用于利用所述气液混合态冷凝工质二氧化碳的冷量将所述气态工作工质二氧化碳冷凝成液态工作工质二氧化碳后输出至所述储液罐。

在一些实施例中，所述冷凝工质提供组件包括冷凝工质压缩装置和节流装置，所述冷凝工质压缩装置的进口连接所述压缩储能部的工质出口，所述冷凝工质压缩装置的出口连接所述节流装置的进口，所述节流装置的出口连接所述冷凝器的冷凝工质进口；所述冷凝工质压缩装置用于将预设储能压力的所述气态冷凝工质二氧化碳压缩至超临界状态；所述节流装置用于将超临界状态的所述冷凝工质二氧化碳绝热节流成气液混合态冷凝工质二氧化碳输出至所述冷凝器。

在一些实施例中，所述冷凝工质提供组件还包括冷凝工质冷却器，所述冷凝工质冷却器的进口连接所述冷凝工质压缩装置的出口，所述冷凝工质冷却器的出口连接所述节流装置的进口；所述冷凝工质冷却器内流动换热介质，所述换热介质用于对超临界状态的所述冷凝工质二氧化碳进行降温且吸收超临界状态的所述冷凝工质二氧化碳的热量。

在一些实施例中，所述二氧化碳储能系统还包括释能组件，所述释能组件包括蒸发器和膨胀释能部，所述蒸发器的工质入口连接所述储液罐的液相出口，所述膨胀释能部的工质出口端连接所述储气库；所述蒸发器用于在释能阶段将所述液态二氧化碳吸热升温为气态二氧化碳，所述膨胀释能部用于在所述释能阶段利用所述气态二氧化碳膨胀做功后输送到所述储气库；所述蒸发器的工质出口连接所述膨胀释能部的工质进口；或者，所述蒸发器的工质出口连接所述储液罐的气相入口，所述储液罐的气相出口连接所述膨胀释能部的工质进口。

在一些实施例中，所述冷凝工质压缩装置压缩二氧化碳所产生的压缩热满足预设储能压力的液态工作工质二氧化碳通过蒸发器蒸发的热量需求；和/或，所述蒸发器的热侧通道通过换热介质单元连接所述冷凝工质冷却器的冷侧通道，所述换热介质用于吸收超临界状态的所述冷凝工质二氧化碳的热量并向所述蒸发器提供热量。

在一些实施例中，所述压缩储能部包括至少一个压缩储能单元，所述至少一个压缩储能单元中的每个压缩储能单元包括压缩机和储能换热器，所述压缩机的进口连接上一个压缩储能单元的储能换热器的热侧出口或者作为所述压缩储能部的所述工质进口，所述压缩机的出口连接所述储能换热器的热侧进口；所述储能换热器的热侧出口作为所述压缩储能部的所述工质出口或者连接下一个压缩储能单元的压缩机的进口；所述冷凝工质回流管路的所述输出端连接所述至少一个压缩储能单元中最末级压缩储能单元的压缩机的进口。

在一些实施例中，所述储能组件还包括冷凝工质回流管路，所述冷凝工质回流管路的进口端连接所述冷凝器的冷凝工质出口，所述冷凝工质回流管路的出口端连接所述至少一个压缩储能单元中最末级压缩储能单元的压缩机的进口；所述冷凝工质提供组件输出的所述气液混合态冷凝工质二氧化碳经所述冷凝器换热后成为气态冷凝工质二氧化碳，所述冷凝工质回流管路用于将所述气态冷凝工质二氧化碳回流至所述至少一个压缩储能单元中最末级压缩储能单元的压缩机的进口。

在一些实施例中，所述储能组件还包括冷凝工质回流管路，所述冷凝工质回流管路的进口端连接所述冷凝器的冷凝工质出口，所述冷凝工质回流管路的出口端连接所述冷凝工质压缩装置的进口；所述冷凝工质提供组件输出的所述气液混合态冷凝工质二氧化碳经所述冷凝器换热后成为气态冷凝工质二氧化碳，所述冷凝工质回流管路用于将所述气态冷凝工质二氧化碳回流至所述冷凝工质压缩装置压缩至超临界状态后输出至所述节流装置，经由所述节流装置绝热节流成气液混合态冷凝工质二氧化碳输出至所述冷凝器。

在一些实施例中，所述利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统还包括空冷装置，所述空冷装置的循环水出口连接所述冷凝器的冷凝工质进口，所述空冷装置的循环水进口连接所述冷凝器的冷凝工质出口；所述空冷装置用于在所述冷凝工质提供组件停机期间利用循环水吸收大气环境的冷量并通过所述循环水向所述冷凝器提供所述冷量将所述气态工作工质二氧化碳冷凝成液态工作工质二氧化碳后输出至所述储液罐。

本发明一个实施例提供一种二氧化碳储能系统的二氧化碳工质冷凝方法，基于前述任意一项所述的利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统，所述冷凝方法包括：压缩储能部压缩常压的气态二氧化碳至预设储能压力后分为两路，一路预设储能压力气态二氧化碳作为气态冷凝工质二氧化碳向冷凝工质提供组件输入，另一路预设储能压力气态二氧化碳作为气态工作工质二氧化碳向所述冷凝器输入；所述冷凝工质提供组件将所述气态冷凝工质二氧化碳先升压至超临界状态再降温降压成气液混合态冷凝工质二氧化碳后输出至所述冷凝器；所述冷凝器利用所述气液混合态冷凝工质二氧化碳的冷量将所述气态工作工质二氧化碳冷凝成液态工作工质二氧化碳后输出至储液罐。

由上可知，本发明上述实施例可以达成以下一个或多个有益效果：

（1）通过将压缩储能部压缩后的预设储能压力的气态二氧化碳分成两路，一路作为气态冷凝工质二氧化碳经冷凝工质提供组件先升压至超临界状态后再降温降压成气液混合态作为冷凝工质，一路作为气态工作工质二氧化碳经冷凝器吸收气液混合态冷凝工质二氧化碳的冷量以液化。因此可直接利用系统内二氧化碳工质作为冷凝工质，无需水冷机组，可大大降低用水量，可避免水资源的极大消耗和浪费。并且使得二氧化碳储能系统不受环境水资源的限制，即使在水资源较少的干旱地区也可以使用，极大拓宽了二氧化碳气液相变储能系统的应用场景。

（2）冬季时，可以停运冷凝工质压缩装置，通过空冷塔利用外界低温环境为流经冷凝器的工作工质二氧化碳提供冷凝所需冷量，空冷塔冷量来自环境大气，不会造成系统需要额外补充冷量，用水量大大低于水冷机组。储气库存储的常压气态二氧化碳压缩至预设储能压力后可以全部作为气态工作工质二氧化碳冷凝成液态工作工质二氧化碳后输出至所述储液罐储存，大大缩短储能时长，极大地提高了储能系统效率。

附图说明

下面将结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细的说明。

图1为本发明一个实施例提供的利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统的结构示意图。

图2为图1所示二氧化碳储能系统的一个具体实施例的结构示意图。

图3为图2所示二氧化碳储能系统更具体实施例的结构示意图。

图4为图3所示二氧化碳储能系统更具体实施例的结构示意图。

图5为图3所示二氧化碳储能系统另一个具体实施例的结构示意图。

图6为图4所示二氧化碳储能系统一个具体实施例的结构示意图。

图7为图1所示二氧化碳储能系统一个具体实施例的结构示意图。

图8为图7所示二氧化碳储能系统更具体实施例的结构示意图。

图9为图1所示二氧化碳储能系统的另一个具体实施例的结构示意图。

图10为图1所示二氧化碳储能系统的另一个具体实施例的结构示意图。

图11为另一个实施例提供的二氧化碳储能系统的具体实施例的结构示意图。

【附图标记说明】

10：储气库；20：储能组件；21：压缩储能部；211：第一压缩机；212：第一储能换热器；213：第二压缩机；214：第二储能换热器；215：第一电动机；22：冷凝工质提供组件； 221：节流装置；222：冷凝工质压缩装置；223：冷凝工质冷却器；224：第二电动机；23：预热器；24：冷凝器；25：冷凝工质回流管路；26：冷凝工质输出单元；30：储液罐；40：储能保压管路；50：释能组件；51：蒸发器；52：膨胀释能部；521：第一透平机；522：第一释能换热器；523：第二透平机；524：第二释能换热器；525：发电机；60：液泵；70：释能保压管路；80：换热介质存储单元；90：空冷装置。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

为了使本领域普通技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当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。应当理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明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他步骤或单元。

还需要说明的是，本发明中多个实施例的划分仅是为了描述的方便，不应构成特别的限定，各种实施例中的特征在不矛盾的情况下可以相结合，相互引用。

如图1所示，本发明一个实施例提供一种利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统，包括储气库10、储能组件20和储液罐30。储能组件20包括压缩储能部21和冷凝器24。储气库10的出口连接压缩储能部21的工质进口，压缩储能部21的工质出口连接冷凝器24的工作工质进口，冷凝器24的工作工质出口连接储液罐30。储能组件20还包括冷凝工质提供组件22。冷凝工质提供组件22的介质输入端连接压缩储能部21的工质出口，冷凝工质提供组件22的介质输出端连接冷凝器24的冷凝工质进口。

其中，储气库10用于存储常压的气态二氧化碳，例如储气库10内的气压与外界大气的气压差小于1000Pa。储液罐30用于存储液态二氧化碳或者气液混合的二氧化碳。储气库10例如可以采用现有专利CN112985143B、CN112985144B、CN112985145B、CN114109549B和CN113280252B中的储气库，其容积能够变化，当有二氧化碳充入时，储气库的容积增大，当有二氧化碳流出时，储气库的容积减小，以此来实现储气库内压力的恒定。从储气库10流出的气态二氧化碳经过储能组件20转变为有压力的液态二氧化碳，最后流入储液罐30，在该过程中完成能量的储存。

压缩储能部21用于将储气库10内的常压气态二氧化碳压缩为预设储能压力的气态二氧化碳。压缩储能部21还用于将预设储能压力的气态二氧化碳分两路输出，一路预设储能压力的气态二氧化碳作为气态冷凝工质二氧化碳向冷凝工质提供组件22输入，另一路预设储能压力的气态二氧化碳作为气态工作工质二氧化碳向冷凝器24输入。冷凝工质提供组件22用于将气态冷凝工质二氧化碳先升压至超临界态再降温降压成气液混合态冷凝工质二氧化碳后输出至冷凝器24，冷凝器24用于利用气液混合态冷凝工质二氧化碳的冷量将气态工作工质二氧化碳冷凝成液态工作工质二氧化碳后输出至储液罐30。

本实施例中，将压缩储能部21输出的气态二氧化碳分为两部分，由于气态冷凝工质二氧化碳经过冷凝工质提供组件22转变成气液混合态冷凝工质二氧化碳其温度比气态工作工质二氧化碳的温度低，气态工作工质二氧化碳流经冷凝器24吸收气液混合态冷凝工质二氧化碳冷量实现液化。本实施例中利用冷凝工质提供组件22替代传统水冷机组提供冷量，传统水冷机组冷凝侧的循环水由开式冷却塔降温，会造成冷却水损耗量极大，常规情况下的补水量会达到上百吨每天，这就限制了整套系统在缺水干旱地区的应用，也不利于系统运行时对于水资源的节约，而本实施例取消了水冷机组，因此可大大减少用水量，使得二氧化碳储能系统能适用于干旱缺水的地区，极大拓宽了系统的应用场景。另外，开式冷却塔的运行温度及冷水效果受环境温度影响极大。夏季高温时，冷却塔侧冷却水温度升高，这会造成水冷机组耗能升高，极端情况下会影响整个储能系统的运行稳定性；冬季严寒时，开式冷却塔停机时，还要考虑电伴热的情况，以保证冷却循环水管道及冷却塔管道不被冻坏，电伴热也会极大提高系统的耗电量，降低了整套系统的经济性及运行稳定性。本实施例中取消冷水机组，减少了用水量，因此不易受高温影响导致能耗升高，也无需配备上述电伴热设备，无电伴热设备的耗电，因此本实施例提供的二氧化碳储能系统更不易受环境温度影响，稳定性更好。

在一些实施例中，参照图2，冷凝工质提供组件22具体包括冷凝工质压缩装置222和节流装置221，冷凝工质压缩装置222的进口连接压缩储能部21的工质出口，冷凝工质压缩装置222的出口连接节流装置221的进口，节流装置221的出口连接冷凝器24的冷凝工质进口。其中冷凝工质压缩装置222用于将气态冷凝工质二氧化碳压缩至超临界状态。其中冷凝工质压缩装置222例如为超临界压缩机。节流装置221用于将超临界状态的冷凝工质二氧化碳绝热节流成气液混合态冷凝工质二氧化碳输出至冷凝器24。节流装置221例如为节流阀，通过绝热节流实现降温降压的效果。压缩储能部21的工质出口输出的预设储能压力的气态二氧化碳在5-7Mpa的任意值如5Mpa、6Mpa、6.6Mpa、7Mpa、7.1Mpa、7.2Mpa，本实施例中通过冷凝工质压缩装置222可将预设储能压力的冷凝工质二氧化碳压缩成高于预设储能压力（例如8MPa以上）的超临界状态，再通过节流装置221进行降压时使得节流后气液混合态冷凝工质二氧化碳与节流前超临界二氧化碳之间压差较大，以实现对气态工作工质二氧化碳的充分冷凝液化。例如通过节流装置221后降温降压的冷凝工质二氧化碳可降压至0.5-1.2Mpa，可选0.5Mpa、0.6Mpa、0.7Mpa、0.8Mpa、0.9Mpa、1.0Mpa、1.1Mpa、1.2Mpa及对应的饱和温度，如冷凝工质二氧化碳降压至0.8Mpa，温度为-40℃，可提供足够的冷量以冷凝液化作为气态工作工质二氧化碳。

在一些实施例中，参照图3，冷凝工质提供组件22还包括冷凝工质冷却器223。冷凝工质冷却器223的进口端连接冷凝工质压缩装置222的出口，冷凝工质冷却器223的出口端连接节流装置221的进口。冷凝工质冷却器223用于对超临界状态的冷凝工质二氧化碳进行降温且吸收超临界状态的冷凝工质二氧化碳的热量。其中经冷凝工质压缩装置222压缩后能量以压缩能的形式存储在超临界状态的冷凝工质二氧化碳中，通过冷凝工质冷却器223可对超临界状态的冷凝工质的二氧化碳进行降温以便于后续流经节流装置221后的液化，并且冷凝工质冷却器223吸收超临界状态的冷凝工质二氧化碳中的热量，可作为其他组件或系统的热源提供热量，实现资源的合理利用。

具体地，本发明实施例提供的二氧化碳储能系统还包括释能组件50，参照图4和图5，释能组件50包括蒸发器51和膨胀释能部52，蒸发器51的工质入口连接储液罐30的液相出口，膨胀释能部52的工质出口连接储气库10。

蒸发器51用于在释能阶段将储液罐30中的液态二氧化碳吸热升温为气态二氧化碳，膨胀释能部52用于在释能阶段利用气态二氧化碳膨胀做功后输送到储气库10。

膨胀释能部52例如包括至少一个膨胀释能单元，当膨胀释能单元的数量为一个以上时，一个以上膨胀释能单元依次连接。至少一个膨胀释能单元中的每个膨胀释能单元包括释能换热器和透平机，其中释能换热器的冷侧进口作为膨胀释能部的工质进口或者连接上一个膨胀释能单元的透平机的出口。释能换热器的冷侧出口连接透平机的进口。透平机的出口连接下一个膨胀释能单元的释能换热器的冷侧进口或者作为膨胀释能部52的工质出口。释能换热器的热侧连接换热组件（图中未示出）。

参照图4，蒸发器51的工质出口连接膨胀释能部52的工质进口。储液罐30内的液态二氧化碳经蒸发后直接输入至膨胀释能部52，膨胀释能部52仅将蒸发器51输出的气态二氧化碳膨胀做功。或者参照图5，蒸发器51的工质出口连接储液罐30的气相入口，储液罐30的气相出口连接膨胀释能部52的工质进口，则从储液罐30输出的液态二氧化碳经蒸发器51升温成气态二氧化碳后回流至储液罐30内，储液罐30将气态二氧化碳输入膨胀释能部52膨胀做功。通过输出储液罐30的液态二氧化碳（流入蒸发器51的液态二氧化碳）体积与输出储液罐30的气态二氧化碳（流入膨胀释能部52的气态二氧化碳）体积之和小于或等于输入储液罐30的气态二氧化碳（蒸发器51输出的气态二氧化碳）体积保证储液罐30在释能阶段压力平衡，膨胀释能部52将储液罐30内的气态二氧化碳膨胀做功。

图4和图5所示的二氧化碳储能系统通过储气库10、储能组件20、储液罐30和释能组件50形成闭环连接，可由储能组件20在用电低谷期将气态二氧化碳压缩液化成液态二氧化碳存储在储液罐30中，将能量转换压缩能和热能存储，通过释能组件50可在用电高峰期将液态二氧化碳气化膨胀做功以将存储的能量释放并转化成电能使用。本实施例提供的二氧化碳储能系统可基于二氧化碳气液相变实现储能和释能。并且取消了冷凝器的冷水机组，相比于传统气液相变储能系统可大大降低用水量，节约资源。当然，前述任一实施例所述的二氧化碳储能系统（例如图1和图2所示的二氧化碳储能系统）中也可结合图4和图5中所示释能组件50及其管路连接组成具有储能循环和释能循环的二氧化碳储能系统。

在一些实施例中，冷凝工质压缩装置222压缩二氧化碳所产生的压缩热满足预设储能压力的液态二氧化碳通过蒸发器51蒸发的热量需求。通过控制冷凝工质压缩装置222的设计压力（即冷凝工质压缩装置222的出口压力）和预设储能压力（即冷凝工质压缩装置222的进口压力）的压比，使得冷凝工质压缩装置222所产生的压缩热满足预设储能压力的液态二氧化碳通过蒸发器51蒸发的热量需求。预设储能压力的气态冷凝工质二氧化碳经冷凝工质压缩装置222压缩后能量以压缩热的形式存储在超临界状态的冷凝工质二氧化碳中，通过冷凝工质冷却器223中的换热介质可吸收超临界二氧化碳内存储的压缩热，当所产生的压缩热满足蒸发器51蒸发的热量需求时，冷凝工质冷却器223中换热介质吸收的热量足以提供给蒸发器51蒸发液态二氧化碳，无需给蒸发器51另外提供热源，可实现资源的合理利用，节约能源，降低运行成本。换热介质例如可以为水、导热油或者熔盐等。

在一些实施例中，参照图6，蒸发器51的热侧通道通过换热介质存储单元80连接冷凝工质冷却器223的冷侧通道。换热介质存储单元80用于存储换热介质，换热介质用于吸收超临界状态的冷凝工质二氧化碳的热量并向蒸发器51提供热量。其中，换热介质存储单元80例如包括储热单元和储冷单元，储热单元连接于冷凝工质冷却器223的冷侧出口和蒸发器51的热侧进口。在储能阶段换热介质在冷凝工质冷却器223内吸收超临界状态的二氧化碳的热量后升温成高温换热介质并输入至储热单元内存储，当释能阶段蒸发器51升温液态二氧化碳时，储热单元输出高温换热介质至蒸发器51的热侧进口，使得蒸发器51可吸收高温换热介质的热量以将液态二氧化碳升温成气态二氧化碳。储冷单元连接于蒸发器51的热侧出口和冷凝工质冷却器223的冷侧进口。在释能阶段蒸发器51吸收高温换热介质的热量之后，换热介质降温成低温换热介质输入储冷单元存储。当储能阶段冷凝工质冷却器223对超临界状态的冷凝工质二氧化碳进行降温时，储冷单元输出低温换热介质至冷凝工质冷却器223的冷侧进口，以通过低温换热介质吸收超临界状态的冷凝工质二氧化碳的热量输入至储热单元存储。如此，通过换热介质在冷凝工质冷却器223、换热介质存储单元80和蒸发器51之间的循环流动实现在储能阶段能为冷凝工质冷却器223提供冷量，以及在释能阶段能为蒸发器51提供热量，实现能量的循环利用，并且换热介质无补充无外排，可降低运行成本。其中“高温换热介质”和“低温换热介质”为相对概念，即高温换热介质的温度高于低温换热介质的温度。现有技术中蒸发器蒸发二氧化碳所需的热能由热泵提供，本实施例中通过冷凝工质冷却器223提供蒸发器51所需的热量，可实现资源的合理利用，并可节省热泵的设备投资成本以及运行能耗成本。

在一些实施例中，压缩储能部21例如包括至少一个压缩储能单元，当压缩储能单元为一个以上时，一个以上压缩储能单元依次连接。至少一个压缩储能单元中每个压缩储能单元包括储能换热器和压缩机。压缩机的进口作为压缩储能部21的工质进口或者连接上一个压缩储能单元的储能换热器的热侧出口。压缩机的出口连接储能换热器的热侧进口，储能换热器的热侧出口连接下一个压缩储能单元的压缩机的进口或者作为压缩储能部21的工质出口。

在一些实施例中，参照图7，储能组件20还包括冷凝工质回流管路25。冷凝工质回流管路25的进口端连接冷凝器24的工质出口，冷凝工质回流管路25的出口端连接压缩储能部21。其中，冷凝工质回流管路25的输出端连接至少一个压缩储能单元中最末级压缩储能单元（最靠近压缩储能部的工质出口的压缩储能单元）的压缩机的进口。例如压缩储能部21工质出口的二氧化碳在5-7Mpa的任意值如5Mpa、6Mpa、6.6Mpa、7Mpa，冷凝工质二氧化碳经冷凝工质压缩装置222压缩成超临界状态时的压力为7.3MPa以上，如8MPa以上，经节流装置221后降压至最末级压缩储能单元的压缩机进口压力如0.5-1.2Mpa，可选0.5Mpa、0.6Mpa、0.7Mpa、0.8Mpa、0.9Mpa、1.0Mpa、1.1Mpa、1.2Mpa，冷凝工质提供组件22输出的气液混合态冷凝工质二氧化碳经冷凝器24换热后成为气态冷凝工质二氧化碳，冷凝工质回流管路25用于将从冷凝器24的冷凝工质出口输出的气态冷凝工质二氧化碳回流至压缩储能部21。在储能过程中压缩储能部21将从冷凝工质回流管路25回流的气态冷凝工质二氧化碳通过最末级压缩储能单元的压缩机压缩后输出，因此通过冷凝工质回流管路25的设置使得冷凝工质二氧化碳在储能组件20中作为冷凝工质闭式循环，相比于使用水冷机组冷却，用水量小，极大提高了二氧化碳储能系统应用场景。

如图8所示压缩储能部21为两级压缩单元，包括依次连接的第一压缩机211、第一储能换热器212、第二压缩机213和第二储能换热器214。第一压缩机211的进口为压缩储能部21的工质进口，第一压缩机211的出口连接第一储能换热器212的热侧进口，第一储能换热器212的热侧出口连接第二压缩机213的进口，第二压缩机213的出口连接第二储能换热器214的热侧进口，第二储能换热器214的热侧出口为压缩储能部21的工质出口。冷凝工质回流管路25的输出端连接第二压缩机213的进口。在完成与工作工质二氧化碳的换热后，作为冷凝工质的气液混合态冷凝工质二氧化碳升温成为气态，通过最末级压缩储能单元的压缩机再次压缩进行下一次作为冷凝工质的循环。

在另一些实施例中，参照图9，冷凝工质回流管路25的出口端连接冷凝工质压缩装置222的进口。冷凝工质提供组件22输出的气液混合态冷凝工质二氧化碳经冷凝器24换热后成为气态冷凝工质二氧化碳。冷凝工质回流管路25用于将气态冷凝工质二氧化碳回流至冷凝工质压缩装置222压缩至超临界状态后输出至节流装置221，经由节流装置221绝热节流成气液混合态冷凝工质二氧化碳输出至冷凝器24。即经冷凝器24换热后输出的气态冷凝工质二氧化碳在冷凝工质压缩装置222、节流装置221和冷凝器24之间作为冷凝工质循环流动，相当于冷凝工质闭式循环，相比于使用水冷机组冷却，用水量小，极大提高了二氧化碳储能系统应用场景。

在一些实施例中，参照图11，该利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统还包括空冷装置90，空冷装置90的循环水出口连接冷凝器24的冷凝工质进口，空冷装置的循环水进口连接冷凝器24的冷凝工质出口，空冷装置90用于利用循环水吸收大气环境的冷量并通过循环水向冷凝器24提供冷量将气态工作工质二氧化碳冷凝成液态工作工质二氧化碳。其中，可在冷凝器24相应管路上设置调节阀门，以切换空冷装置90和冷凝工质提供组件22与冷凝器24的冷凝侧连通或截止。

例如在夏季外界环境温度较高时，切换成冷凝工质提供组件22与冷凝器24的冷凝侧连通，空冷装置90与冷凝器24的冷凝侧不连通，空冷装置90停机不运行，使用冷凝工质提供组件22利用冷凝工质二氧化碳提供冷量给冷凝器24，相比冷水机组制冷，所需循环水量较少，所需耗电量小，可节约资源和能源。

当冬季外界环境温度较低时，切换至空冷装置90与冷凝器24的冷凝侧连通，冷凝工质提供组件22与冷凝器24的冷凝侧不连通，冷凝工质提供组件22停机不工作。由空冷装置90利用循环水吸收外界大气的冷量降温成低温循环水，低温循环水从冷凝器24的冷凝工质进口输入至冷凝器24，低温循环水在冷凝器24中与气态工作工质二氧化碳换热后升温成高温循环水，高温循环水从冷凝器24的冷凝工质出口回流至空冷装置90，由空冷装置90吸收环境大气的冷量将高温循环水降温成低温循环水。其中“高温循环水”和“低温循环水”为相对关系，指的是高温循环水的水温高于低温循环水的水温。由此，在环境温度较低时可由环境大气提供冷量，利用循环水在空冷装置90和冷凝器24之间闭式循环，所需循环水量较少，无需耗电制冷，可节约资源和能源。另外，此时冷凝工质提供组件22处于停机状态时，压缩储能部21输出的预设储能压力的气态二氧化碳将全部作为气态工作工质二氧化碳冷凝成液态工作工质二氧化碳，可提高储能效率。

在一些实施例中，参照图10，二氧化碳储能系统还包括储能保压管路40，储能保压管路40连接于储液罐30的顶部和冷凝器24之间。具体的储能保压管路40与冷凝器24的工作工质进口连接，在储能过程中，冷凝器24输出的冷凝后的二氧化碳输入储液罐30内，储液罐30内液位上升，二氧化碳体积增加，将造成储液罐30内的压力增大，因此本实施例中通过储能保压管路40将储液罐30顶部与冷凝器24的前端连通，使得储液罐30顶部的气态二氧化碳可通过储能保压管路40回流至冷凝器24内冷凝，维持储液罐30内的压力在预设储能压力，防止储液罐30内压力过高超出设备承压范围导致安全问题，并可提高储能效率。

在一些实施例中，二氧化碳储能系统还包括释能保压管路70，释能保压管路70连接于储液罐30的顶部和蒸发器51的出口之间，蒸发器的工质出口连接膨胀释能部的工质进口。释能保压管路70用于在释能阶段平衡储液罐30内的压力。在释能阶段，随着储液罐30内的液态二氧化碳输出至蒸发器51，储液罐30内部的液位下降，压力将降低，通过释能保压管路70，可使蒸发器51输出的部分二氧化碳气体回流至储液罐30内，维持储液罐30内的压力释能阶段的压力稳定，部分二氧化碳气体进入膨胀释能部进行膨胀做功，可提高释能效率，保证二氧化碳系统稳定运行。

在一些实施例中，二氧化碳储能系统还包括释能保压管路70，释能保压管路70连接于储液罐30的顶部和蒸发器51的出口之间，蒸发器的工质出口连接储液罐的气相入口，储液罐的气相出口连接膨胀释能部的工质进口。释能保压管路70用于在释能阶段平衡储液罐30内的压力。在释能阶段，随着储液罐30内的液态二氧化碳输出至蒸发器51，储液罐30内部的液位下降，压力将降低，通过释能保压管路70，可使蒸发器51输出的全部二氧化碳气体回流至储液罐30内，回流到储液罐30内二氧化碳气体输出至膨胀释能部进行膨胀做功，维持储液罐30压力稳定，可提高释能效率，保证二氧化碳储能系统稳定运行。

图11示出了本发明一个具体实施例中二氧化碳储能系统的结构示意图。其中二氧化碳储能系统包括依次闭环连接的储气库10、储能组件20、储液罐30和释能组件50。储能组件20包括依次连接的预热器23、压缩储能部21和冷凝器24以及连接于压缩储能部21的冷凝工质提供组件22。压缩储能部21包括两级压缩储能单元，即依次连接的第一压缩机211、第一储能换热器212、第二压缩机213、第二储能换热器214，以及用于驱动第一压缩机211和第二压缩机213的第一电动机215。冷凝工质提供组件22包括依次连接的冷凝工质压缩装置222、冷凝工质冷却器223和节流装置221，以及用于驱动冷凝工质压缩装置222的第二电动机224。释能组件50包括蒸发器51和膨胀释能部52，膨胀释能部52包括两级膨胀释能单元，即依次连接的第一释能换热器522、第一透平机521、第二释能换热器524和第二透平机523，以及发电机525。二氧化碳储能系统还包括冷凝工质回流管路25、储能保压管路40、释能保压管路70和空冷装置90。可选地，二氧化碳气液两相储能系统还可包括液泵60，用于克服液体二氧化碳流动沿程阻力。

储能阶段，储气库10内常压的气态二氧化碳首先经过预热器23上升一定温度后进入压缩储能部21，在压缩储能部21中电力经由第一电动机215驱动第一压缩机211对二氧化碳进行压缩后，二氧化碳进入第一储能换热器212换热降温，将热量传递给换热组件（图中未示出），降温后的中压二氧化碳进入第二压缩机213，电力经由第一电动机215带动第二压缩机213将二氧化碳压缩至预设储能压力，高温高压的二氧化碳进入第二储能换热器214换热降温，将热量转递给换热组件（图中未示出）。

若外界环境温度较高，启动冷凝工质提供组件22提供冷量，则压缩储能部21输出的预设储能压力的气态二氧化碳分为两路，一路作为气态冷凝工质二氧化碳进入冷凝工质压缩装置222，另一路作为气态工作工质二氧化碳进入冷凝器24的工作工质进口，由第二电动机224驱动冷凝工质压缩装置222将冷凝工质二氧化碳压缩至超临界状态，超临界状态的冷凝工质二氧化碳经由冷凝工质冷却器223降温，冷凝工质冷却器223通过换热介质（由换热介质存储单元80提供的低温换热介质，图11中未示出）吸收超临界状态的冷凝工质二氧化碳中的热量并提供给蒸发器51。降温后的超临界状态的冷凝工质二氧化碳经节流装置221后降压成为气液混合态冷凝工质二氧化碳输入至冷凝器24的冷凝工质进口，由气液混合态冷凝工质二氧化碳提供冷量将气态工作工质二氧化碳冷凝液化成液态工作工质二氧化碳，冷凝液化后的液态工作工质二氧化碳进入储液罐30内，从冷凝器24的冷凝工质出口输出的气态冷凝工质二氧化碳通过冷凝工质回流管路25回流至第二压缩机213的进口由第二压缩机213再次压缩。并且在储能期间，储能保压管路40将储液罐30和冷凝器24导通，储液罐30顶部的预设储能压力的气态二氧化碳经储能保压管路40回流至冷凝器24与气态工作工质二氧化碳一起被冷凝成液态，通过储能保压管路40维持储液罐30在储能阶段的压力在预设储能压力。在释能阶段，液泵60将储液罐30内的液态二氧化碳输送至蒸发器51，由蒸发器51利用冷凝工质冷却器223（换热介质存储单元80内存储的高温换热介质）提供的热量将液态二氧化碳升温气化成气态二氧化碳，蒸发器51出口的气态二氧化碳一部分通过释能保压管路70回流至储液罐30以维持储液罐30内的压力，另一部分进入第一释能换热器522继续换热升温，高温高压的二氧化碳进入第一透平机521内膨胀做功并带动发电机525发电。膨胀后的中温中压二氧化碳继续进入第二释能换热器524换热升温，高温中压的二氧化碳进入第二透平机523内继续膨胀做功至常压，并带动发电机525发电，最后常温常压的二氧化碳气体存储在储气库10内。完成储能循环和释能循环。

或者，若外界环境温度较低，则冷凝工质提供组件22停机，启动空冷装置90，则压缩储能部21输出的预设储能压力的气态二氧化碳全部作为气态工作工质二氧化碳输出至冷凝器24的工作工质进口，由空冷装置90利用循环水吸收外界大气的冷量并提供给冷凝器24将气态工作工质二氧化碳液化成液态工作工质二氧化碳后输出至储液罐30。并且在储能期间，储能保压管路40将储液罐30和冷凝器24导通，储液罐30顶部的预设储能压力的气态二氧化碳经储能保压管路40回流至冷凝器24与气态工作工质二氧化碳一起被冷凝成液态，通过储能保压管路40维持储液罐30在储能阶段的压力在预设储能压力。在释能阶段，液泵60将储液罐30内的液态二氧化碳输送至蒸发器51，由蒸发器51利用热泵或其他热源提供的热量将液态二氧化碳升温气化成气态二氧化碳，蒸发器51出口的气态二氧化碳一部分通过释能保压管路70回流至储液罐30以维持储液罐30内的压力，另一部分进入第一释能换热器522继续换热升温，高温高压的二氧化碳进入第一透平机521内膨胀做功并带动发电机525发电。膨胀后的中温中压二氧化碳继续进入第二释能换热器524换热升温，高温中压的二氧化碳进入第二透平机523内继续膨胀做功至常压，并带动发电机525发电，最后常温常压的二氧化碳气体存储在储气库10内。完成储能循环和释能循环。

在上述二氧化碳系统中，通过冷凝工质提供组件22内冷凝工质压缩装置222、冷凝工质冷却器223和节流装置221可利用二氧化碳储能系统内部自身的二氧化碳工质作为冷凝工质，无需水冷机组，因此可大大降低使用水量使得不受环境资源影响和极端气候条件影响，极大拓宽了系统的应用场景，不会造成系统需要额外补充冷量或热量来抵抗环境温度变化，极大提高了系统运行的稳定性及可靠性。将冷凝工质冷却器223的热量提供给蒸发器51使用，可替代热泵，大大降低耗电量提高储能效率，并能节省设备投入成本。

本发明实施例还提供一种二氧化碳储能系统的工质冷凝方法，基于前述任意一项实施例所述的利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统。该工质冷凝方法包括步骤S1：压缩储能部21压缩常压的气态二氧化碳至预设储能压力后分为两路，一路预设储能压力气态二氧化碳作为气态冷凝工质二氧化碳向冷凝工质提供组件22输入，另一路预设储能压力气态二氧化碳作为气态工作工质二氧化碳向冷凝器24输入；冷凝工质提供组件22将气态冷凝工质二氧化碳先升压至超临界状态再降温成气液混合态冷凝工质二氧化碳后输出至冷凝器24。冷凝器24利用气液混合态冷凝工质二氧化碳的冷量将气态工作工质二氧化碳冷凝成液态工作工质二氧化碳后输出至储液罐30。

本实施例中，将压缩储能部21输出的预设储能压力的二氧化碳分为两部分，由于气态冷凝工质二氧化碳经过冷凝工质提供组件22先升压至超临界态再降温降压成气液混合态冷凝工质二氧化碳后温度比气态工作工质二氧化碳的温度低，气态工作工质二氧化碳可吸收冷量实现液化。本实施例中利用压缩储能部21输出的气态冷凝工质二氧化碳作为冷凝工质替代传统水冷机组提供冷量，取消冷水机组，减少了用水量，因此不易受高温影响导致能耗升高，也无需配备上述电伴热设备，无电伴热设备的耗电，因此本实施例提供的二氧化碳储能系统更不易受环境温度影响，稳定性更好，能耗更低。

关于本发明实施例提供的工质冷凝方法的其他具体实施例，可参照前述利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统的原理说明，具有与前述二氧化碳储能系统相同的有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统，其特征在于，包括：储气库、储能组件和储液罐；所述储能组件包括压缩储能部和冷凝器；所述储气库的出口连接所述压缩储能部的工质进口，所述压缩储能部的工质出口连接所述冷凝器的工作工质进口，所述冷凝器的工作工质出口连接所述储液罐；储能组件还包括：

冷凝工质提供组件，所述冷凝工质提供组件的介质输入端连接所述压缩储能部的所述工质出口，所述冷凝工质提供组件的介质输出端连接所述冷凝器的冷凝工质进口；

所述储气库用于存储常压的气态二氧化碳；所述压缩储能部用于压缩常压的所述气态二氧化碳至预设储能压力后分成两路，一路预设储能压力气态二氧化碳作为气态冷凝工质二氧化碳向所述冷凝工质提供组件输入，另一路预设储能压力气态二氧化碳作为气态工作工质二氧化碳向所述冷凝器输入；所述冷凝工质提供组件用于将所述气态冷凝工质二氧化碳先升压至超临界态再降温降压成气液混合态冷凝工质二氧化碳后输出至所述冷凝器，所述冷凝器用于利用所述气液混合态冷凝工质二氧化碳的冷量将所述气态工作工质二氧化碳冷凝成液态工作工质二氧化碳后输出至所述储液罐；

所述利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统还包括释能组件，所述释能组件包括蒸发器和膨胀释能部，所述蒸发器的工质入口连接所述储液罐的液相出口，

所述蒸发器的工质出口连接所述储液罐的气相入口，所述储液罐的气相出口连接所述膨胀释能部的工质进口；所述膨胀释能部的工质出口端连接所述储气库；所述蒸发器用于在释能阶段将所述储液罐内的液态二氧化碳吸热升温为气态二氧化碳后输出至所述储液罐内，所述膨胀释能部用于在所述释能阶段利用所述储液罐输出的所述气态二氧化碳膨胀做功后输送到所述储气库；其中，所述释能阶段下从所述储液罐的液相出口输出至所述蒸发器的工质入口的液态二氧化碳体积与从所述储液罐的气相出口输出至所述膨胀释能部的工质入口的气态二氧化碳体积之和小于或等于从所述蒸发器的工质出口输出至所述储液罐的气相入口的气态二氧化碳体积；或者，

所述蒸发器的工质出口连接所述膨胀释能部的工质进口，所述膨胀释能部的工质出口连接所述储气库；所述二氧化碳储能系统还包括释能保压管路，所述释能保压管路连接于所述储液罐的顶部和所述蒸发器的工质出口之间，所述蒸发器用于将所述储液罐中的液态二氧化碳吸热升温为气态二氧化碳后一部分气态二氧化碳回流至所述储液罐内，维持所述储液罐内在所述释能阶段压力稳定，另一部分气态二氧化碳进入膨胀释能部进行膨胀做功；

所述超临界态的冷凝工质二氧化碳的压力与所述预设储能压力的压比使得所述冷凝工质提供组件将所述气态冷凝工质二氧化碳升压至超临界态产生的压缩热满足所述蒸发器蒸发从所述储液罐输出的预设储能压力的液态二氧化碳的热量需求；

所述预设储能压力为5-7Mpa。

2.如权利要求1所述的利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述冷凝工质提供组件包括冷凝工质压缩装置和节流装置，所述冷凝工质压缩装置的进口连接所述压缩储能部的工质出口，所述冷凝工质压缩装置的出口连接所述节流装置的进口，所述节流装置的出口连接所述冷凝器的冷凝工质进口；所述冷凝工质压缩装置用于将预设储能压力的所述气态冷凝工质二氧化碳压缩至超临界状态；所述节流装置用于将超临界状态的所述冷凝工质二氧化碳绝热节流成气液混合态冷凝工质二氧化碳输出至所述冷凝器。

3.如权利要求2所述的利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述冷凝工质提供组件还包括冷凝工质冷却器，所述冷凝工质冷却器的进口连接所述冷凝工质压缩装置的出口，所述冷凝工质冷却器的出口连接所述节流装置的进口；所述冷凝工质冷却器内流动换热介质，所述换热介质用于对超临界状态的所述冷凝工质二氧化碳进行降温且吸收超临界状态的所述冷凝工质二氧化碳的热量。

4.如权利要求2所述的利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述冷凝工质压缩装置的设计压力和预设储能压力的压比使得所述冷凝工质压缩装置压缩二氧化碳所产生的压缩热满足预设储能压力的液态工作工质二氧化碳通过蒸发器蒸发的热量需求；和/或，

所述蒸发器的热侧通道通过换热介质单元连接所述冷凝工质冷却器的冷侧通道，所述换热介质用于吸收超临界状态的所述冷凝工质二氧化碳的热量并向所述蒸发器提供所述热量。

5.如权利要求1所述的利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述压缩储能部包括至少一个压缩储能单元，所述至少一个压缩储能单元中的每个压缩储能单元包括压缩机和储能换热器，所述压缩机的进口连接上一个压缩储能单元的储能换热器的热侧出口或者作为所述压缩储能部的所述工质进口，所述压缩机的出口连接所述储能换热器的热侧进口；所述储能换热器的热侧出口作为所述压缩储能部的所述工质出口或者连接下一个压缩储能单元的压缩机的进口。

6.如权利要求5所述的利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述储能组件还包括冷凝工质回流管路，所述冷凝工质回流管路的进口端连接所述冷凝器的冷凝工质出口，所述冷凝工质回流管路的出口端连接所述至少一个压缩储能单元中最末级压缩储能单元的压缩机的进口；所述冷凝工质提供组件输出的所述气液混合态冷凝工质二氧化碳经所述冷凝器换热后成为气态冷凝工质二氧化碳，所述冷凝工质回流管路用于将所述气态冷凝工质二氧化碳回流至所述至少一个压缩储能单元中最末级压缩储能单元的压缩机的进口。

7.如权利要求2所述的利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统，其特征在于，所述储能组件还包括冷凝工质回流管路，所述冷凝工质回流管路的进口端连接所述冷凝器的冷凝工质出口，所述冷凝工质回流管路的出口端连接所述冷凝工质压缩装置的进口；所述冷凝工质提供组件输出的所述气液混合态冷凝工质二氧化碳经所述冷凝器换热后成为气态冷凝工质二氧化碳，所述冷凝工质回流管路用于将所述气态冷凝工质二氧化碳回流至所述冷凝工质压缩装置压缩至超临界状态后输出至所述节流装置，经由所述节流装置绝热节流成气液混合态冷凝工质二氧化碳输出至所述冷凝器。

8.如权利要求1所述的利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统，其特征在于，还包括空冷装置，所述空冷装置的循环水出口连接所述冷凝器的冷凝工质进口，所述空冷装置的循环水进口连接所述冷凝器的冷凝工质出口；所述空冷装置用于利用循环水吸收大气环境的冷量并通过所述循环水向所述冷凝器提供所述冷量将所述气态工作工质二氧化碳冷凝成液态工作工质二氧化碳后输出至所述储液罐。

9.如权利要求1所述的利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统，其特征在于，还包括储能保压管路，所述储能保压管路连接于所述储液罐的顶部和所述冷凝器之间，所述储液罐顶部的气态二氧化碳可通过所述储能保压管路回流至所述冷凝器内冷凝以维持所述储液罐内的压力在所述预设储能压力。

10.一种二氧化碳储能系统的二氧化碳工作工质冷凝方法，其特征在于，基于前述权利要求1~9中任意一项所述的利用二氧化碳作为冷凝工质的二氧化碳储能系统，所述冷凝方法包括：

压缩储能部压缩常压的气态二氧化碳至预设储能压力后分为两路，一路预设储能压力气态二氧化碳作为气态冷凝工质二氧化碳向冷凝工质提供组件输入，另一路预设储能压力气态二氧化碳作为气态工作工质二氧化碳向所述冷凝器输入；所述冷凝工质提供组件将所述气态冷凝工质二氧化碳先升压至超临界状态再降温降压成气液混合态冷凝工质二氧化碳后输出至所述冷凝器；

所述冷凝器利用所述气液混合态冷凝工质二氧化碳的冷量将所述气态工作工质二氧化碳冷凝成液态工作工质二氧化碳后输出至储液罐。