DE202021105147U1 - Koaxiale integrierte Vorrichtung zur überkritischen Kohlendioxid-Stromerzeugung und auswechselbares Energiespeichersystem - Google Patents

Koaxiale integrierte Vorrichtung zur überkritischen Kohlendioxid-Stromerzeugung und auswechselbares Energiespeichersystem Download PDF

Info

Publication number
DE202021105147U1
DE202021105147U1 DE202021105147.7U DE202021105147U DE202021105147U1 DE 202021105147 U1 DE202021105147 U1 DE 202021105147U1 DE 202021105147 U DE202021105147 U DE 202021105147U DE 202021105147 U1 DE202021105147 U1 DE 202021105147U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
storage circuit
pressure storage
compressor
turbine
low
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
DE202021105147.7U
Other languages
English (en)
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 Thermal Power Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
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 Thermal Power Research Institute Co Ltd filed Critical Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Publication of DE202021105147U1 publication Critical patent/DE202021105147U1/de
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
    • 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
    • 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
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/32—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines using steam of critical or overcritical pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/14—Gas-turbine plants having means for storing energy, e.g. for meeting peak loads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2210/00—Working fluids
    • F05D2210/10—Kind or type
    • F05D2210/11—Kind or type liquid, i.e. incompressible
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/70—Application in combination with
    • F05D2220/76—Application in combination with an electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/40—Transmission of power
    • F05D2260/402—Transmission of power through friction drives
    • F05D2260/4023—Transmission of power through friction drives through a friction clutch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/40—Transmission of power
    • F05D2260/403—Transmission of power through the shape of the drive components
    • F05D2260/4031—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing

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)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

Koaxiale integrierte Vorrichtung zur überkritischen Kohlendioxid-Stromerzeugung und auswechselbares Energiespeichersystem, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Turbine (1), einen Kompressor (3) und einen Two-in-One-Elektromotor-Generator (5) umfassen, wobei die Turbine (1), der Kompressor (3) und der Two-in-One-Elektromotor-Generator (5) koaxial und integriert angeordnet sind, wobei zwischen der Turbine (1) und dem Kompressor (3) eine Überdrehzahlkupplung (2) und zwischen dem Kompressor (3) und dem Two-in-One-Elektromotor-Generator (5) ein Getriebe (4) vorgesehen ist, wobei der Two-in-One-Elektromotor-Generator (5) während der Startphase als Elektromotor wirkt und während der Betriebsphase hingegen als Generator zur Stromerzeugung dient,
wobei an die Hochdruckseite der Turbine (1) und die Hochdruckseite des Kompressors (3) eine Hochdruckspeicherkreisvorrichtung angeschlossen ist,
wobei an die Niederdruckseite der Turbine (1) und die Niederdruckseite des Kompressors (3) einzelne Vorrichtungen eines Niederdruckspeicherkreises angeschlossen sind.

Description

  • GEBIET DES GEBRAUCHSMUSTERS
  • Das Gebrauchsmuster gehört zum technischen Gebiet der überkritischen Kohlendioxidkreisprozess-Stromerzeugung.
  • STAND DER TECHNIK
  • Das überkritische Kohlendioxidkreisprozess-Stromerzeugungssystem und sein Energiespeichersystem stellen sehr vielversprechende Kreisprozessmethoden dar. Unter den bestehenden technischen Bedingungen ist es ein Schwerpunkt und eine Schwierigkeit, die Betriebseffizienz und die Sicherheit der Kohlendioxidkreisprozess-Stromerzeugung durch die Anordnung von Geräten und Systemen weiter zu verbessern.
  • OFFENBARUNG DES GEBRAUCHSMUSTERS
  • Um die obigen Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, besteht die Aufgabe des Gebrauchsmusters darin, eine koaxiale integrierte Vorrichtung zur überkritischen Kohlendioxid-Stromerzeugung und ein auswechselbares Energiespeichersystem bereitzustellen. Durch die koaxiale Anordnung der Turbine, des Kompressors und des Two-in-One-Elektromotor-Generators in der Kohlendioxidkreisprozess-Stromerzeugung wird der Two-in-One-Elektromotor-Generator als Elektromotor in der Startphase und als Generator in der Betriebsphase verwendet, wodurch die Kosten und Betriebskosten des Kompressormotors eingespart werden. Durch die gegenüberliegende Anordnung der Hochdruckseite des Kompressors und der Turbine wird die axiale Schubkraft ausgeglichen und die Belastung des Axiallagers verringert. Zudem wird durch Vorsehen eines Hoch- und eines Niederdruck-Flüssigkeitsspeichertanks in dem Kreisprozess-Kreislauf mit der Änderung des Strompreises oder der Stromerzeugungslast oder durch Speichern des Arbeitsmediums in dem Hochdruck-Flüssigkeitsspeichertank oder Ablassen des Arbeitsmediums in dem Niederdruck-Flüssigkeitsspeichertank der Zweck der Energiespeicherung und der Anpassung der Last erreicht.
  • Gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster wird die Aufgabe gelöst durch die folgende Ausgestaltung:
    • Eine Koaxiale integrierte Vorrichtung zur überkritischen Kohlendioxid-Stromerzeugung und ein auswechselbares Energiespeichersystem umfassen eine Turbine, einen Kompressor und einen Two-in-One-Elektromotor-Generator, wobei die Turbine, der Kompressor und der Two-in-One-Elektromotor-Generator koaxial und integriert angeordnet sind, wobei zwischen der Turbine und dem Kompressor eine Überdrehzahlkupplung und zwischen dem Kompressor und dem Two-in-One-Elektromotor-Generator ein Getriebe vorgesehen ist, wobei der Two-in-One-Elektromotor-Generator während der Startphase als Elektromotor wirkt und während der Betriebsphase hingegen als Generator zur Stromerzeugung dient,

    wobei an die Hochdruckseite der Turbine und die Hochdruckseite des Kompressors eine Hochdruckspeicherkreisvorrichtung angeschlossen ist,
    wobei an die Niederdruckseite der Turbine und die Niederdruckseite des Kompressors einzelne Vorrichtungen eines Niederdruckspeicherkreises angeschlossen sind.
  • Die Überdrehzahlkupplung ist ausgerastet, wenn die Drehzahl der Turbine während der Startphase des Aggregats niedriger ist als die Drehzahl des Kompressors, wobei die Überdrehzahlkupplung eingerastet ist, wenn während der Betriebsphase des Aggregats die Drehzahl der Turbine höher ist als die Drehzahl des Kompressors, wobei die Überdrehzahlkupplung einer axialen Schubkraft standhalten kann.
  • Die Hochdruckspeicherkreisvorrichtung umfasst ein Hochdruckspeicherkreiseinlass-Regelventil, ein Hochdruckspeicherkreiseinlass-Rückschlagventil, einen Hochdruckspeicherkreiskühler, einen Hochdruckspeicherkreis-Flüssigkeitsspeichertank, ein Hochdruckspeicherkreisauslassheizgerät, ein Hochdruckspeicherkreisauslass-Rückschlagventil und ein Hochdruckspeicherkreisauslass-Regelventil, wobei ein Einlass des Hochdruckspeicherkreiseinlass-Regelventils mit der Hochdruckseite des Kompressors verbunden ist, während ein Auslass des Hochdruckspeicherkreisauslass-Regelventils mit der Hochdruckseite der Turbine verbunden ist, und wobei zwischen dem Einlass des Hochdruckspeicherkreiseinlass-Regelventils und dem Auslass des Hochdruckspeicherkreisauslass-Regelventils direkt ein Hauptkreis-Heizgerät geschaltet ist.
  • Die einzelnen Vorrichtungen des Niederdruckspeicherkreises umfassen ein Niederdruckspeicherkreiseinlass-Regelventil, ein Niederdruckspeicherkreiseinlass-Rückschlagventil, einen Niederdruckspeicherkreiskühler, einen Niederdruckspeicherkreis-Flüssigkeitsspeichertank, ein Niederdruckspeicherkreisauslass-Heizgerät, ein Niederdruckspeicherkreisauslass-Rückschlagventil und ein Niederdruckspeicherkreisauslass-Regelventil, wobei die einzelnen Vorrichtungen des Niederdruckspeicherkreises parallel zu einem Hauptkreiskühler geschaltet sind.
  • Das überkritische koaxiale integrierte KohlendioxidKreisprozess-Turbinen-Stromerzeugungskompressions-Anordnung und das auswechselbare Hoch- und Niederdruck-Flüssigkeitstank-Energiespeichersystem des Gebrauchsmusters zeichnen sich vorteilhafterweise durch geringe axiale Schubkraft, eingesparte Infrastrukturausrüstungsinvestitionen, Energiespeicherung bei niedrigen Strompreisen und erhöhte Stromerzeugungskapazität bei hohen Strompreisen, starke Praktikabilität und hohe Systembetriebseffizienz aus.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine schematische strukturelle Darstellung des vorliegenden Gebrauchsmusters.
  • KONKRETE AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung auf das vorliegende Gebrauchsmuster näher eingegangen.
  • Wie in 1 gezeigt: Als eine neuartige Stromerzeugungstechnologie zeichnet sich die überkritische Kohlendioxidkreisprozess-Stromerzeugung vorteilhafterweise durch hohe Kreisprozesseffizienz, kompakte Ausrüstungsstruktur und geringe Anfangsinvestition in die Infrastruktur bei einem bestimmten Leistungsbereich aus, so dass das überkritische Kohlendioxidkreisprozess-Stromerzeugungssystem und sein Energiespeichersystem eine sehr vielversprechende Kreisprozessmethode darstellen.
    1. 1) Die Turbine 1, der Kompressor 3 und der Two-in-One-Elektromotor-Generator 5 sind koaxial angeordnet. Eine Überdrehzahlkupplung 2 ist zwischen der Turbine 1 und dem Kompressor 3 angeordnet und ein Getriebe 4 ist zwischen dem Kompressor 3 und dem Two-in-One-Elektromotor-Generator 5 angeordnet. Durch die gegenüberliegende Anordnung der Hochdruckseite der Turbine 1 und der Hochdruckseite des Kompressors 3 werden die gegenseitigen Axialkräfte gegeneinander ausgeglichen, womit die axiale Schubkraft des Aggregats verringert, die Last des Axiallagers reduziert und die strukturelle Sicherheit des Aggregats verbessert wird.
    2. 2) In diesem System wird als Generator und Elektromotor der Two-in-One-Elektromotor-Generator 5 verwendet. In der Startphase wird er als Elektromotor verwendet, um den Kompressor 3 anzutreiben. Zu diesem Zeitpunkt ist die Drehzahl der Turbine 1 niedriger als die des Kompressors 3 und die Überdrehzahlkupplung 2 befindet sich in einem ausgerasteten Zustand. Der Two-in-One-Elektromotor-Generator 5 leistet keine Arbeit an der Turbine 1. In der Betriebsphase treibt das Hochtemperatur- und Hochdruck-Arbeitsmedium die Turbine 1 an, um Arbeit zu leisten, und die Turbine 1 hat eine höhere Drehzahl als der Kompressor 3. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Überdrehzahlkupplung 2 in einem eingerasteten Zustand, die Turbine 1 treibt den Kompressor 3 und den Two-in-One-Elektromotor-Generator 5 an, um sich zu drehen und Arbeit nach außen zu leisten: Durch Kombinieren des Generators und des Elektromotors zu einem Ganzen wird die Anfangsinvestition der Ausrüstung eingespart.
    3. 3) Während der Startphase des Aggregats stellt der Frequenzumrichter einen Soft-Startmodus für den Kompressor 3 als Drehzahlregelungssystem bereit. Wenn die Drehzahl der Turbine 1 höher ist als die Drehzahl des Kompressors 3, wird die Überdrehzahlkupplung 2 eingerastet, der Frequenzumrichter wird entkoppelt und das Aggregat tritt in die normale Betriebsphase ein. Die Turbine 1 treibt den Kompressor 3 und den Two-in-One-Elektromotor-Generator 5 an, um sich zu drehen und Arbeit nach außen zu leisten, wodurch der Energieverlust des Antriebsmotors des Kompressors 3 und des frequenzvariablen Drehzahlregelungssystems verringert wird.
    4. 4) Wenn sich das Aggregat in einem normalen Betriebszustand befindet, wird das Aggregat mit konstanter Drehzahl betrieben. Wenn eine Anpassung der Stromerzeugungslast erforderlich ist, ist es nur notwendig, die Einlass- und Auslassregelventile, das Heizgerät und den Kühler des Hoch- und Niederdruckspeicherkreissystems zu öffnen bzw. einzuschalten oder zu schließen bzw. auszuschalten. Das Hochdruckarbeitsmedium wird in den Hochdruckspeicherkreis-Flüssigspeichertank 11 eingefüllt oder das Arbeitsmedium wird in den Niederdruckspeicherkreis-Flüssigspeichertank 18 abgelassen und die Leistung des Hauptkreisheizgeräts 6 und die Stromerzeugungslast des Two-in-One-Elektromotor-Generators 5 werden eingestellt, um den Zweck der Lastanpassung des Aggregats bei konstanter Drehzahl zu erreichen.
  • Das Arbeitsprinzip des vorliegenden Gebrauchsmusters während der Start- und der Betriebsphase lautet wie folgt:
    • Angesichts der Anordnung bestehender Kohlendioxid-Stromerzeugungssysteme wird zuerst die Hochdruckspeicherkreisvorrichtung parallel zu dem Einlass- und dem Auslassrohr des Hauptkreisheizgeräts 6 geschaltet (Speicherkreiseinlass-Regelventil 8, Speicherkreiseinlass-Rückschlagventil 9, Speicherkreiskühler 10, Speicherkreis-Flüssigkeitsspeichertank 11, Speicherkreisauslassheizgerät 12, Speicherkreisauslass-Rückschlagventil 13 und Speicherkreisauslass-Regelventil 14). Zweitens werden parallel zu dem Einlass- und dem Auslassrohr des Hauptkreiskühlers 7 einzelne Vorrichtung des Niederdruckspeicherkreises (Niederdruckspeicherkreiseinlass-Regelventil 15, Niederdruckspeicherkreiseinlass-Rückschlagventil 16, Niederdruckspeicherkreiskühler 17, Niederdruckspeicherkreis-Flüssigkeitsspeichertank 18, Niederdruckspeicherkreisauslass-Heizgerät 19, Niederdruckspeicherkreisauslass-Rückschlagventil 20 und Niederdruckspeicherkreisauslass-Regelventil 21). Danach werden die Turbine 1, der Kompressor 3 und der Two-in-One-Elektromotor-Generator 5 koaxial angeordnet und die Überdrehzahlkupplung 2 wird zwischen der Turbine 1 und dem Kompressor 3 angeordnet, wobei das Getriebe 4 zwischen dem Kompressor 3 und dem Two-in-One-Elektromotor-Generator 5 angeordnet ist.
  • Beim Starten des Aggregats wird der Two-in-One-Elektromotor-Generator 5 durch das frequenzvariable Drehzahlregelungssystem mit Strom versorgt. Der Two-in-One-Elektromotor-Generator 5 treibt den Kompressor 3 zum Starten und zum langsamen Beschleunigen an. Nach Durchfließen des Kohlendioxid-Arbeitsmediums der Reihe nach durch den Kompressor 3, das Hauptkreis-Heizgerät 6, die Turbine 1 und den Hauptkreiskühler 7 kehrt es zum Eingang des Kompressors 3 zurück. Zur gleichen Zeit wird das Arbeitsmedium kontinuierlich in das Hauptkreissystem nachgefüllt, indem das Niederdruckspeicherkreisauslass-Heizgerät 19 eingeschaltet und das Niederdruckspeicherkreisauslass-Rückschlagventil 20 geöffnet wird. Obwohl das Arbeitsmedium nun die Turbine 1 zum Betrieb antreibt, ist die Drehzahl der Turbine 1 niedriger als die des Kompressors 3 und die Überdrehzahlkupplung 2 befindet sich in einem ausgerasteten Zustand, das heißt, nun treibt der Two-in-One-Elektromotor-Generator 5 nur als Elektromotor den Kompressor 3 zum Leisten der Arbeit an.
  • Mit der Zunahme der Drehzahl des Kompressors 3 und der Leistung des Hauptkreis-Heizgeräts 6 nehmen die Temperatur und der Druck des Kohlendioxid-Arbeitsmediums am Eingang der Turbine 1 allmählich zu und die Drehzahl und die Ausgangsleistung der Turbine 1 nehmen ebenfalls zu. Wenn die Drehzahl der Turbine 1 höher ist als die Drehzahl des Kompressors 3, wird die Überdrehzahlkupplung 2 eingerastet, die Turbine 1 treibt den Kompressor 3 und den Two-in-One-Elektromotor-Generator 5 zum Drehen an. Zu diesem Zeitpunkt beginnt der Two-in-One-Elektromotor-Generator 5 als Generator, elektrische Leistung nach außen auszugeben.
  • Wenn das Aggregat die entworfene Stromerzeugungslast erreicht, sind dann das Hochdruckspeicherkreiseinlass-Regelventil 8, der Hochdruckspeicherkreiskühler 10, das Hochdruckspeicherkreisauslass-Heizgerät 12, das Hochdruckspeicherkreisauslass-Regelventil 14, das Niederdruckspeicherkreisauslass-Regelventil 15, der Niederdruckspeicherkreiskühler 17, das Niederdruckspeicherkreisauslass-Heizgerät 19 und das Niederdruckspeicherkreisauslass-Regelventil 21 alle geschlossen oder ausgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt wird das Kohlendioxid-Arbeitsmedium durch den Kompressor 3 komprimiert, um den Druck zu erhöhen, durch das Hauptkreis-Heizgerät 6 erhitzt, um die Temperatur zu erhöhen, durch die Turbine 1 ausgedehnt, um Arbeit nach außen zu leisten, und durch den Hauptkreiskühler 7 gekühlt, wonach es zum Eingang des Kompressors 3 zurückkehrt, womit ein Arbeitszyklus abgeschlossen wird.
  • Während des Zeitraums mit niedrigem Strompreis oder zur weiteren Verringerung der Stromerzeugungslast durch das Aggregat auf der Grundlage der Konstruktionsbedingungen werden die Drehzahlen der Turbine 1, des Kompressors 3 und des Two-in-One-Elektromotor-Generators 5 konstant gehalten. Das Arbeitsmedium des Systems befindet sich immer noch in einem normalen Zykluszustand. Das Niederdruckspeicherkreisauslass-Heizgerät 19, das Niederdruckspeicherkreisauslass-Regelventil 21, das Hochdruckspeicherkreiseinlass-Regelventil 8 und der Hochdruckspeicherkreiskühler 10 werden der Reihe nach eingeschaltet bzw. geöffnet. Die Stromerzeugungslast des Two-in-One-Elektromotor-Generators 5 und die Leistung des Hauptkreis-Heizgeräts 6 werden reduziert. Das Arbeitsmedium in dem Niederdruckspeicherkreis-Flüssigspeichertank 18 wird nach Erhöhen des Drucks in den Hochdruckspeicherkreis-Flüssigspeichertank 11 gespeichert.
  • Während des Zeitraums mit hohem Strompreis oder zur weiteren Erhöhung der Stromerzeugungslast durch das Aggregat auf der Grundlage der Konstruktionsbedingungen werden die Drehzahlen der Turbine 1, des Kompressors 3 und des Two-in-One-Elektromotor-Generators 5 konstant gehalten. Das Arbeitsmedium des Systems befindet sich immer noch in einem normalen Zykluszustand. Das Hochdruckspeicherkreisauslass-Heizgerät 12, das Hochdruckspeicherkreisauslass-Regelventil 14, das Niederdruckspeicherkreiseinlass-Regelventil 15 und der Niederdruckspeicherkreiskühler 17 werden der Reihe nach eingeschaltet bzw. geöffnet. Die Stromerzeugungslast des Two-in-One-Elektromotor-Generators 5 und die Leistung des Hauptkreis-Heizgeräts 6 werden erhöht. Die Drehzahlen der Turbine 1, des Kompressors 3 und des Two-in-One-Elektromotor-Generators 5 werden konstant gehalten. Das Arbeitsmedium, das in dem Hochdruckspeicherkreis-Flüssigspeichertank 11 gespeichert ist, wird nach Leisten der Arbeit über den Hauptkreis in den Niederdruckspeicherkreis-Flüssigspeichertank 18 abgelassen, womit gleichzeitig die Aufgabe zum Erhöhen der Stromerzeugungskapazität des Aggregats erfüllt wird.

Claims (4)

  1. Koaxiale integrierte Vorrichtung zur überkritischen Kohlendioxid-Stromerzeugung und auswechselbares Energiespeichersystem, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Turbine (1), einen Kompressor (3) und einen Two-in-One-Elektromotor-Generator (5) umfassen, wobei die Turbine (1), der Kompressor (3) und der Two-in-One-Elektromotor-Generator (5) koaxial und integriert angeordnet sind, wobei zwischen der Turbine (1) und dem Kompressor (3) eine Überdrehzahlkupplung (2) und zwischen dem Kompressor (3) und dem Two-in-One-Elektromotor-Generator (5) ein Getriebe (4) vorgesehen ist, wobei der Two-in-One-Elektromotor-Generator (5) während der Startphase als Elektromotor wirkt und während der Betriebsphase hingegen als Generator zur Stromerzeugung dient, wobei an die Hochdruckseite der Turbine (1) und die Hochdruckseite des Kompressors (3) eine Hochdruckspeicherkreisvorrichtung angeschlossen ist, wobei an die Niederdruckseite der Turbine (1) und die Niederdruckseite des Kompressors (3) einzelne Vorrichtungen eines Niederdruckspeicherkreises angeschlossen sind.
  2. Koaxiale integrierte Vorrichtung zur überkritischen Kohlendioxid-Stromerzeugung und auswechselbares Energiespeichersystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überdrehzahlkupplung (2) ausgerastet ist, wenn die Drehzahl der Turbine (1) während der Startphase des Aggregats niedriger ist als die Drehzahl des Kompressors (3), wobei die Überdrehzahlkupplung (2) eingerastet ist, wenn während der Betriebsphase des Aggregats die Drehzahl der Turbine (1) höher ist als die Drehzahl des Kompressors (3), wobei die Überdrehzahlkupplung (2) einer axialen Schubkraft standhalten kann.
  3. Koaxiale integrierte Vorrichtung zur überkritischen Kohlendioxid-Stromerzeugung und auswechselbares Energiespeichersystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckspeicherkreisvorrichtung ein Hochdruckspeicherkreiseinlass-Regelventil (8), ein Hochdruckspeicherkreiseinlass-Rückschlagventil (9), einen Hochdruckspeicherkreiskühler (10), einen Hochdruckspeicherkreis-Flüssigkeitsspeichertank (11), ein Hochdruckspeicherkreisauslassheizgerät (12), ein Hochdruckspeicherkreisauslass-Rückschlagventil (13) und ein Hochdruckspeicherkreisauslass-Regelventil (14) umfasst, wobei ein Einlass des Hochdruckspeicherkreiseinlass-Regelventils (8) mit der Hochdruckseite des Kompressors (3) verbunden ist, während ein Auslass des Hochdruckspeicherkreisauslass-Regelventils (14) mit der Hochdruckseite der Turbine (1) verbunden ist, und wobei zwischen dem Einlass des Hochdruckspeicherkreiseinlass-Regelventils (8) und dem Auslass des Hochdruckspeicherkreisauslass-Regelventils (14) direkt ein Hauptkreis-Heizgerät (6) geschaltet ist.
  4. Koaxiale integrierte Vorrichtung zur überkritischen Kohlendioxid-Stromerzeugung und auswechselbares Energiespeichersystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Vorrichtungen des Niederdruckspeicherkreises ein Niederdruckspeicherkreiseinlass-Regelventil (15), ein Niederdruckspeicherkreiseinlass-Rückschlagventil (16), einen Niederdruckspeicherkreiskühler (17), einen Niederdruckspeicherkreis-Flüssigkeitsspeichertank (18), ein Niederdruckspeicherkreisauslass-Heizgerät (19), ein Niederdruckspeicherkreisauslass-Rückschlagventil (20) und ein Niederdruckspeicherkreisauslass-Regelventil (21) umfassen, wobei die einzelnen Vorrichtungen des Niederdruckspeicherkreises parallel zu einem Hauptkreiskühler (7) geschaltet sind.
DE202021105147.7U 2021-05-17 2021-09-24 Koaxiale integrierte Vorrichtung zur überkritischen Kohlendioxid-Stromerzeugung und auswechselbares Energiespeichersystem Active DE202021105147U1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202121050291.7 2021-05-17
CN202121050291.7U CN214660403U (zh) 2021-05-17 2021-05-17 一种超临界二氧化碳发电同轴一体设备及置换式储能系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE202021105147U1 true DE202021105147U1 (de) 2021-10-01

Family

ID=78232157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202021105147.7U Active DE202021105147U1 (de) 2021-05-17 2021-09-24 Koaxiale integrierte Vorrichtung zur überkritischen Kohlendioxid-Stromerzeugung und auswechselbares Energiespeichersystem

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN214660403U (de)
DE (1) DE202021105147U1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114111413A (zh) * 2021-11-25 2022-03-01 青岛科技大学 一种采用二氧化碳混合工质的压缩储能系统及其工作方法
CN114991897A (zh) * 2022-06-09 2022-09-02 西安热工研究院有限公司 多级膨胀的液体二氧化碳混合物储能系统及压力调节方法
CN115559792A (zh) * 2022-10-09 2023-01-03 势加透博(成都)科技有限公司 超临界气体的发电装置
GB2611041A (en) * 2021-09-22 2023-03-29 Abdul Qayum Dual-input motor

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2611041A (en) * 2021-09-22 2023-03-29 Abdul Qayum Dual-input motor
CN114111413A (zh) * 2021-11-25 2022-03-01 青岛科技大学 一种采用二氧化碳混合工质的压缩储能系统及其工作方法
CN114111413B (zh) * 2021-11-25 2023-10-27 青岛科技大学 一种采用二氧化碳混合工质的压缩储能系统及其工作方法
CN114991897A (zh) * 2022-06-09 2022-09-02 西安热工研究院有限公司 多级膨胀的液体二氧化碳混合物储能系统及压力调节方法
CN114991897B (zh) * 2022-06-09 2024-01-19 西安热工研究院有限公司 多级膨胀的液体二氧化碳混合物储能系统及压力调节方法
CN115559792A (zh) * 2022-10-09 2023-01-03 势加透博(成都)科技有限公司 超临界气体的发电装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN214660403U (zh) 2021-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE202021105147U1 (de) Koaxiale integrierte Vorrichtung zur überkritischen Kohlendioxid-Stromerzeugung und auswechselbares Energiespeichersystem
DE2615439C2 (de) Thermische Kombi-Kraftwerksanlage mit Druckluftspeicher
DE4410440C2 (de) Druckluftenergiespeicherverfahren und -system
EP2574739A1 (de) Anlage zur Speicherung thermischer Energie und Verfahren zu deren Betrieb
WO2005024206A1 (de) Kraftwerksanlage, und verfahren zum betrieb
WO2018078062A1 (de) Energiespeichervorrichtung sowie verfahren zur speicherung von energie
EP1310644A1 (de) Verfahren zur energierückgewinnung einer gasentspannung und vorrichtung für das verfahren
EP2574756B1 (de) Verfahren zum Betrieb eines adiabatischen Druckluftspeicherkraftwerks und adiabatisches Druckluftspeicherkraftwerk
DE202005003611U1 (de) Wärmekraftwerk mit Druckluftspeichervorrichtung zum Ausgleich fluktuierender Energieeinspeisung aus regenerativen Energiequellen
DE102013105186A1 (de) Druckluft-Energiespeichersystem
EP2489840A1 (de) Energiespeicher und Verfahren zu dessen Betrieb
DE3447879A1 (de) Verfahren zur durchfuehrung einer gekoppelten waerme- und krafterzeugung, insbesondere bei industriekraftwerken
DE843770C (de) Gasturbinenanlage
DE102019105843A1 (de) Verdichtereinheit für eine Brennstoffzelle
EP2574738A1 (de) Anlage zur Speicherung thermischer Energie
DE2263051A1 (de) Gasturbinenanlage mit vorgeschaltetem luftspeicher
DE102004040890A1 (de) Kraftwerksanlage, und Verfahren zum Betrieb
EP3511534A1 (de) Dampfkraftwerk und verfahren zum betreiben eines dampfkraftwerks
CH628400A5 (en) Gas turbine plant for very large load surges and method for its operation
EP4004349B1 (de) Druckregelung für geschlossene joule-kreisprozesse
DE102004034657A1 (de) Kraftwerksanlage
DE2907895A1 (de) Energie-umwandler fuer ungleich anfallende fluidische energieformen
DE2506333C2 (de) Anlage zur Verdampfung und Erwärmung von flüssigem Naturgas
DE1149573B (de) Waermekraftanlage mit einer aus Verdichter, Brennkammer und Gasturbine bestehenden Gasturbinenanlage
WO2012152602A1 (de) Leitungskreis und verfahren zum betreiben eines leitungskreises zur abwärmenutzung einer brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
R207 Utility model specification
R082 Change of representative

Representative=s name: SUN, YIMING, M.SC. DIPL. SC. POL. UNIV., DE