一种卡诺电池的应用系统

本说明书实施例涉及能源利用，特别涉及一种卡诺电池的应用系统。

背景技术：

1、发展新能源电力是实现我国“双碳”目标的必由之路。

2、由于单纯风电、光伏等大规模的发电机组不具备调峰调频性能，需要配备储能系统才能实现稳定的电力负荷输出。现有的大规模储能技术主要有抽水蓄能、压缩空气储能和电池储能。其中抽水蓄能规模大、存储周期长，但选址受自然水资源、地质条件的约束；压缩空气储能的储能功率大、效率较高，但大规模储能需依托自然洞穴；电池储能效率高，但受制于关键材料稀缺、预期寿命短、单位容量成本高等因素，更适用于中小时间尺度的场景(如调频，而非调峰)。

3、因此，开发一种新型的储能技术是目前亟待需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、为了开发一种新型的储能技术，本说明书实施例提供了一种卡诺电池的应用系统。

2、本说明书实施例提供了一种卡诺电池的应用系统，包括：

3、放电子系统，包括依次连接的磨煤机、燃煤锅炉、蒸汽透平和发电机，所述磨煤机用于将目标煤研磨成煤粉并将所述煤粉通入到所述燃煤锅炉中燃烧，所述燃煤锅炉用于利用所述煤粉的燃烧热产生蒸汽并将所述蒸汽通入到所述蒸汽透平中，所述蒸汽透平用于利用所述蒸汽带动所述发电机发电；

4、充电子系统，包括依次连接的第一换热器、压缩机、第二换热器和节流阀，所述蒸汽透平的低压出口与所述第一换热器连接，所述第一换热器用于吸收来自所述蒸汽透平的热量，所述第一换热器连接所述压缩机的低压入口，所述第二换热器连接所述压缩机的高压出口，所述压缩机还连接有电动机，所述电动机用于利用新能源电力带动所述压缩机工作，所述第二换热器还连接有碎煤机，所述碎煤机用于将含水量高于预设阈值的原煤进行破碎，所述第二换热器用于将来自所述压缩机的工质的热量传递给破碎后的原煤，以降低破碎后的原煤中的含水量；

5、储存子系统，包括储罐，所述储罐的入口与所述第二换热器连接，所述储罐的出口与所述磨煤机连接，经所述第二换热器换热后的原煤进入到所述储罐中储存，以形成所述目标煤。

6、在一种可能的设计中，所述放电子系统还包括依次连接的凝汽器、凝结水泵、第三换热器和给水泵，所述凝汽器与所述蒸汽透平的低压出口连接，所述第三换热器与所述蒸汽透平的高压出口和/或中压出口连接，所述给水泵与所述燃煤锅炉连接；

7、所述第三换热器与所述第一换热器连接，所述第三换热器用于将来自所述蒸汽透平的热量传递给由所述第一换热器输送和由所述凝结水泵输送来的水。

8、在一种可能的设计中，所述充电子系统还包括第四换热器，所述第四换热器连接于所述第一换热器和所述压缩机之间，所述第四换热器连接于所述第二换热器和所述节流阀之间，所述节流阀连接于所述第一换热器和所述第四换热器之间，所述第四换热器用于吸收所述第二换热器排出的工质的热量。

9、在一种可能的设计中，所述充电子系统还包括旋风分离器，所述旋风分离器分别与所述第二换热器和所述储罐连接，所述旋风分离器用于将吸收所述第二换热器的热量的原煤所产生的气固混合物进行气固分离，并将分离后的煤与经所述第二换热器换热后的煤共同输送到所述储罐中。

10、在一种可能的设计中，连接所述蒸汽透平和所述第一换热器的管路上设置有第一流量阀，所述第一流量阀的开度与所述原煤的热需求存在相关性。

11、在一种可能的设计中，所述储存子系统还包括第五换热器，所述第五换热器连接于所述充电子系统和所述储罐之间，所述第五换热器用于降低进入所述储罐中的煤的温度。

12、在一种可能的设计中，所述储存子系统还包括第二流量阀，所述第二流量阀连接于所述储罐和所述磨煤机之间，所述第二流量阀用于调节由所述储罐进入所述磨煤机的所述目标煤的流量。

13、在一种可能的设计中，在所述第二换热器对所述原煤进行换热时，流经所述第二换热器的工质的温度在110℃～150℃之间。

14、本说明书实施例提供了一种卡诺电池的应用系统，可以利用已有的燃煤电厂作为放电子系统，并以此为基础来构建卡诺电池的应用系统；利用新能源电力对充电子系统进行充电，如此可以实现对新能源电力的有效使用；通过利用充电子系统的第二换热器的热量来降低原煤的含水量，可以实现进入燃煤锅炉的目标煤的有效燃烧，即解决了含水量高的煤吸收炉膛的热量而造成的发电效率低的问题；将蒸汽透平的低压出口排出的蒸汽作为第一换热器的热源，相比常温空气作为第一换热器的热源的方式，前者可以有效提高充电子系统的性能系数，而且回收了蒸汽透平的部分冷端损失；利用储存子系统可以将得到的目标煤进行储存，以实现储能的要求。

技术特征：

1.一种卡诺电池的应用系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的卡诺电池的应用系统，其特征在于，所述放电子系统(1)还包括依次连接的凝汽器(15)、凝结水泵(16)、第三换热器(17)和给水泵(18)，所述凝汽器(15)与所述蒸汽透平(13)的低压出口连接，所述第三换热器(17)与所述蒸汽透平(13)的高压出口和/或中压出口连接，所述给水泵(18)与所述燃煤锅炉(12)连接；

3.根据权利要求1所述的卡诺电池的应用系统，其特征在于，所述充电子系统(2)还包括第四换热器(27)，所述第四换热器(27)连接于所述第一换热器(21)和所述压缩机(22)之间，所述第四换热器(27)连接于所述第二换热器(23)和所述节流阀(24)之间，所述节流阀(24)连接于所述第一换热器(21)和所述第四换热器(27)之间，所述第四换热器(27)用于吸收所述第二换热器(23)排出的工质的热量。

4.根据权利要求1所述的卡诺电池的应用系统，其特征在于，所述充电子系统(2)还包括旋风分离器(28)，所述旋风分离器(28)分别与所述第二换热器(23)和所述储罐(31)连接，所述旋风分离器(28)用于将吸收所述第二换热器(23)的热量的原煤所产生的气固混合物进行气固分离，并将分离后的煤与经所述第二换热器(23)换热后的煤共同输送到所述储罐(31)中。

5.根据权利要求1所述的卡诺电池的应用系统，其特征在于，连接所述蒸汽透平(13)和所述第一换热器(21)的管路上设置有第一流量阀(29)，所述第一流量阀(29)的开度与所述原煤的热需求存在相关性。

6.根据权利要求1所述的卡诺电池的应用系统，其特征在于，所述储存子系统(3)还包括第五换热器(32)，所述第五换热器(32)连接于所述充电子系统(2)和所述储罐(31)之间，所述第五换热器(32)用于降低进入所述储罐(31)中的煤的温度。

7.根据权利要求1所述的卡诺电池的应用系统，其特征在于，所述储存子系统(3)还包括第二流量阀(33)，所述第二流量阀(33)连接于所述储罐(31)和所述磨煤机(11)之间，所述第二流量阀(33)用于调节由所述储罐(31)进入所述磨煤机(11)的所述目标煤的流量。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的卡诺电池的应用系统，其特征在于，在所述第二换热器(23)对所述原煤进行换热时，流经所述第二换热器(23)的工质的温度在110℃～150℃之间。

技术总结本说明书涉及能源利用技术领域，特别涉及一种卡诺电池的应用系统，可以利用已有的燃煤电厂作为放电子系统，并以此为基础来构建卡诺电池的应用系统；利用新能源电力对充电子系统进行充电，如此可以实现对新能源电力的有效使用；通过利用充电子系统的第二换热器的热量来降低原煤的含水量，可以实现进入燃煤锅炉的目标煤的有效燃烧，即解决了含水量高的煤吸收炉膛的热量而造成的发电效率低的问题；将蒸汽透平的低压出口排出的蒸汽作为第一换热器的热源，相比常温空气作为第一换热器的热源的方式，前者可以有效提高充电子系统的性能系数，而且回收了蒸汽透平的部分冷端损失；利用储存子系统可以将得到的目标煤进行储存，以实现储能的要求。技术研发人员：孙杨,邵明轩,张祥,王德昌,李延辉受保护的技术使用者：青岛大学技术研发日：20221010技术公布日：2024/1/11