冷凝储液装置及二氧化碳储能系统的制作方法

本公开涉及冷凝储存，具体而言，涉及一种冷凝储液装置及二氧化碳储能系统。

背景技术：

1、二氧化碳气液相变储能系统主要由压缩、冷凝、储存、蒸发、膨胀等构成，冷凝液化、存储是储能系统中重要的组成部分。在现有装置中，二氧化碳的液化过程是在冷凝器中完成，液化后需要通过管道输送到储罐中储存，工艺输送管线较长，管道及附件结构较多，冷凝存储效率较低。液化过程的冷凝器整体高度应高于立式储罐，使冷凝液靠重力自流进入储液罐，冷凝器需要架设有高于储罐的基础平台，基础成本较高，且操作不方便。否则，需要通过液泵等额外设备将二氧化碳液体注入储罐中。

2、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，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。

技术实现思路

1、本公开的目的在于克服上述现有技术的至少一个不足，提供一种冷凝储液装置及二氧化碳储能系统，将气相介质液化与储存集成于冷凝储液装置，降低冷凝、储液工艺结构复杂性及经济成本，降低了液相介质输送过程中的泄漏风险和安全风险，方便人员操作和维护，提高气相介质冷凝存储效率。

2、根据本公开的一个方面，提供一种冷凝储液装置，包括壳体，所述壳体内部具有空腔；所述空腔包括由上至下依次设置的冷凝区、导流缓冲区及储液区；

3、所述冷凝区内固定设置有换热单元，所述换热单元用于使得气相介质被冷凝为液相介质；

4、所述导流缓冲区设置有导流缓冲单元，所述导流缓冲单元用于对向下流动的所述液相介质和对向上流动的所述气相介质进行导流和缓冲；

5、所述壳体具有与所述冷凝区连通的气相入口，及与所述储液区连通的液相出口。

6、在本公开的一种示例性实施例中，所述导流缓冲单元包括缓冲组件、导流组件及固定设置在缓冲组件和导流组件之间的第一连接件；所述导流组件设置在所述缓冲组件远离所述换热单元一侧；

7、所述缓冲组件包括缓冲板，所述缓冲板围成具有空腔的锥形结构，所述锥形结构的一端开口且开口朝下；所述缓冲板的下端口在水平面上的正投影为投影区s1；

8、所述导流组件包括沿周向设置的导流板，所述导流板围成具有空腔的两端开口圆锥筒结构，所述导流板的上端通过周向设置的多个所述第一连接件与所述缓冲板的下端连接，相邻两个所述第一连接件之间具有导通的气相通道；所述导流板的下端沿周向通过多个第二连接件与所述壳体的内壁连接；所述导流板的下端与所述壳体的内壁之间具有导流间隙；

9、所述导流板的上端口在水平面上的正投影为投影区s2，所述导流板的下端口在水平面上的正投影为投影区s3；所述投影区s2在所述投影区s1的范围内，所述投影区s1在所述投影区s3的范围内。

10、在本公开的一种示例性实施例中，所述缓冲板和所述导流板上均设置有多个贯通的气道口，所述气道口包括凸台和在凸台内设置通气孔；各个所述凸台设置在所述缓冲板、所述导流板靠近所述换热单元一侧。

11、在本公开的一种示例性实施例中，所述缓冲板围成圆锥结构，所述圆锥结构具有一个开口朝下的下端口；所述缓冲板的下端口直径为d11；

12、所述导流组件包括由上至下层叠设置n级导流板，n≥1；各级所述导流板围成两端开口的圆锥筒结构；

13、第一级所述导流板的上端通过所述第一连接件与所述缓冲板的下端固定连接；相邻两级所述导流板之间通过周向设置的多个第三连接件固定连接，相邻两个所述第三连接件之间具有导通的气相通道；第n级所述导流板通过所述第二连接件与所述壳体的内壁固定连接；

14、第一级所述导流板的上端口的直径为d11，第一级所述导流板的下端口的直径为d12；则d11<d11<d12；

15、第k级所述导流板的上端口的直径为dk1，第k级所述导流板的下端口的直径为dk2；第k-1级所述导流板的下端口的直径d(k-1)2；则dk1<d(k-1)2<dk2。

16、在本公开的一种示例性实施例中，所述换热单元包括由上至下层叠设置的至少两组换热组件；

17、所述换热组件包括至少一层螺旋翅片管层和至少一层光管层；

18、所述螺旋翅片管层包括多个平行的螺旋翅片管，相邻两个所述螺旋翅片管通过第一弯管连通；所述光管层包括多个平行的光管，相邻两个所述光管通过第二弯管连通；

19、所述螺旋翅片管层和所述光管层通过第三弯管连通。

20、在本公开的一种示例性实施例中，所述换热组件还包括至少两个支撑件，所述支撑件用于支撑螺旋翅片管层和光管层；

21、所述换热组件中的所述螺旋翅片管层和所述光管层交替排列；所述光管层中的各个所述光管在相邻的所述螺旋翅片管层上的正投影，位于相邻两个所述螺旋翅片管的间隙；

22、相邻两组所述换热组件垂直设置。

23、在本公开的一种示例性实施例中，还包括防短路挡板，所述防短路挡板位于相邻的两组所述换热组件之间，所述防短路挡板焊接在所述壳体的内壁上；

24、所述防短路挡板的上表面具有向所述壳体的中心轴方向延伸的延伸面，所述延伸面与相邻两组换热组件中在下的所述换热组件相交，用于使得从相邻两组换热组件中在上的所述换热组件与所述壳体的内壁之间通过的未冷凝气相介质，在所述防短路挡板上表面的导流下，与相邻两组换热组件中在下的所述换热组件接触换热。

25、在本公开的一种示例性实施例中，所述壳体包括上壳体和下壳体；

26、所述上壳体内具有所述冷凝区，所述下壳体内具有所述导流缓冲区和所述储液区；

27、所述上壳体的上端连接有上封头，所述上壳体的下端连接有第一法兰；所述下壳体的上端连接有第二法兰，所述下壳体的下端连接有下封头；

28、所述第一法兰与所述第二法兰固定连接；

29、所述上封头上设置有所述气相入口，所述上封头内设置有与所述气相入口对应的防冲挡板；

30、所述下封头设置有所述液相出口；所述下封头内设置有与所述液相出口对应的防涡流装置。

31、在本公开的一种示例性实施例中，所述下壳体的外壁环绕设置有保温管；

32、所述保温管两端设置有入管口和出管口，用于使得所述保温管内保温液体流通，保持所述储液区内液相介质的稳定。

33、根据本公开的另一个方面，提供一种二氧化碳储能系统，包括上述的冷凝储液装置。

34、本公开通过在冷凝储液装置内设置导流缓冲单元，对气相介质和液相介质进行缓冲和导流，避免了未冷凝的气相介质分布不均匀导致的冷凝效果下降，同时使得液相介质平稳的进入储液区底部。该冷凝储液装置减少了冷凝器和储液罐之间设备和管道的构成，降低了投资成本，减少了液相介质输送过程中的泄漏风险和安全风险，便于操作和维护，应用于二氧化碳储能系统时，可以省去原有储液罐储能阶段的保压系统。

35、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，并不能限制本公开。