一种燃煤电站耦合液态压缩二氧化碳储能方法及系统

本发明属于电力，尤其涉及一种燃煤电站耦合液态压缩二氧化碳储能方法及系统。

背景技术：

1、在许多国家，技术成熟的燃煤电厂承担着电网的主要发电任务。然而，随着可再生能源发电比例的扩大，燃煤电厂逐渐被用于电网调峰，以满足电力需求的波动性。为了提高燃煤电厂的灵活性，将储能系统与燃煤电厂耦合被认为是一种技术解决方案。传统燃煤电厂耦合液态压缩二氧化碳储能系统具有如下技术问题：

2、1.能源综合利用问题：

3、传统液态压缩二氧化碳储能系统中存在能源综合利用不足的问题，未能有效地回收和利用燃煤电厂产生的凝结水和火力发电厂的给水。

4、2.储能效率问题：

5、传统液态压缩二氧化碳储能系统在能量转换过程中存在能量损失，尤其是在压缩和膨胀阶段。

6、3.热能损失问题：

7、在传统系统中，由于二氧化碳在压缩和膨胀过程中产生的热量未能被有效地回收和利用，导致系统存在热能损失。

8、4.循环系统不稳定问题：

9、传统系统中循环系统的稳定性存在挑战，特别是在释放和储存液态二氧化碳的过程中。

10、5.系统整体可靠性问题：

11、传统液态压缩二氧化碳储能系统的可靠性存在瓶颈，因为其在复杂工况下的运行往往会导致系统故障。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种燃煤电站耦合液态压缩二氧化碳储能方法及系统，以解决上述技术问题。

2、本发明提供了一种燃煤电站耦合液态压缩二氧化碳储能方法，包括：

3、在储能过程中，利用燃煤电厂的凝结水吸收二氧化碳压缩过程中产生的压缩热；在释能过程中，利用燃煤电厂的给水提高进入汽轮机入口高压二氧化碳的温度。

4、进一步地，该方法还包括：

5、在储能过程中，液态二氧化碳从低压液态co2存储罐中释放，通过蓄热器吸收二氧化碳蒸发过程中释放的热量，之后通过多级压缩和级间冷却过程获得超临界二氧化碳，并利用压缩过程中产生的压缩热加热燃煤电厂的一部分给水，最后通过冷凝器液化超临界二氧化碳，将液态二氧化碳储存在高压液态co2存储罐中。

6、进一步地，该方法还包括：

7、在释能过程中，高压液态二氧化碳从高压液态co2存储罐释放，通过增压泵稳定进入汽轮机入口的二氧化碳的压力，经过多级膨胀和级间加热过程，利用二氧化碳驱动汽轮机做功，进而产生电能；低压液态二氧化碳通过冷凝器进一步冷却和液化，最终液态二氧化碳重新储存在低压液态co2存储罐中，等待下一次循环。

8、本发明还提供了一种燃煤电站耦合液态压缩二氧化碳储能系统，包括凝结水管路，所述凝结水管路与二氧化碳压缩机的换热器连接，用于在储能过程中，利用燃煤电厂的凝结水吸收二氧化碳压缩过程中产生的压缩热。

9、进一步地，该系统还包括给水管路，所述给水管路与汽轮机入口高压二氧化碳管路连接，用于在释能过程中，利用给水提高进入汽轮机入口高压二氧化碳的温度。

10、进一步地，该系统还包括低压液态co2存储罐、蓄热器、多级压缩和级间冷却装置、冷凝器、高压液态co2存储罐，工作过程如下：

11、在储能过程中，液态二氧化碳从所述低压液态co2存储罐中释放，通过所述蓄热器吸收二氧化碳蒸发过程中释放的热量，之后通过所述多级压缩和级间冷却装置的多级压缩和级间冷却过程获得超临界二氧化碳，并利用压缩过程中产生的压缩热加热燃煤电厂的一部分给水，最后通过所述冷凝器液化超临界二氧化碳，将液态二氧化碳储存在所述高压液态co2存储罐中。

12、进一步地，该系统还包括增压泵，工作过程如下：

13、在释能过程中，高压液态二氧化碳从所述高压液态co2存储罐释放，通过所述增压泵稳定进入汽轮机入口的二氧化碳的压力，经过所述多级膨胀和级间加热装置的多级膨胀和级间加热过程，利用二氧化碳驱动汽轮机做功，进而产生电能；低压二氧化碳通过所述冷凝器进一步冷却和液化，最终液态二氧化碳重新储存在所述低压液态co2存储罐中，等待下一次循环。

14、借由上述方案，通过燃煤电站耦合液态压缩二氧化碳储能方法及系统，具有如下技术效果：

15、1)通过充分利用燃煤电厂产生的凝结水和火力发电厂的给水等废热资源，提高了系统的能源综合利用效率，有效解决了能源综合利用不足的问题，减少了能源浪费。

16、2)通过多级压缩、级间冷却以及多级膨胀和级间加热，有效提高了储能效率，降低了系统的能量损失。

17、3)通过蓄热器，将压缩和释能过程中产生的压缩热存储，最大限度地减小了系统的热能损失，提高了系统的热能利用效率。

18、4)通过合理设计的循环系统，确保了高压液态co2存储罐和低压液态co2存储罐之间的稳定液态二氧化碳传输，有效解决了传统系统中循环系统不稳定的问题，提供了系统的稳定性和可靠性。

19、5)通过对系统进行综合性的优化设计，提高了系统的整体可靠性，使其能够在不同工况下稳定运行，解决了传统系统在复杂工况下的运行问题。

20、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

技术特征：

1.一种燃煤电站耦合液态压缩二氧化碳储能方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的燃煤电站耦合液态压缩二氧化碳储能方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的燃煤电站耦合液态压缩二氧化碳储能方法，其特征在于，还包括：

4.一种燃煤电站耦合液态压缩二氧化碳储能系统，其特征在于，包括凝结水管路，所述凝结水管路与二氧化碳压缩机的换热器连接，用于在储能过程中，利用燃煤电厂的凝结水吸收二氧化碳压缩过程中产生的压缩热。

5.根据权利要求4所述的燃煤电站耦合液态压缩二氧化碳储能系统，其特征在于，还包括给水管路，所述给水管路与汽轮机入口高压二氧化碳管路连接，用于在释能过程中，利用给水提高进入汽轮机入口高压二氧化碳的温度。

6.根据权利要求5所述的燃煤电站耦合液态压缩二氧化碳储能系统，其特征在于，还包括低压液态co2存储罐、蓄热器、多级压缩和级间冷却装置、冷凝器、高压液态co2存储罐，工作过程如下：

7.根据权利要求6所述的燃煤电站耦合液态压缩二氧化碳储能系统，其特征在于，还包括增压泵，工作过程如下：

技术总结本发明涉及一种燃煤电站耦合液态压缩二氧化碳储能方法及系统，该方法包括：在储能过程中，利用燃煤电厂的凝结水吸收二氧化碳压缩过程中产生的压缩热；在释能过程中，利用燃煤电厂的给水提高进入汽轮机入口高压二氧化碳的温度。本发明在通过利用燃煤电厂产生的凝结水和给水，提高了系统的能源综合利用效率，有效解决了能源综合利用不足的问题。通过多级压缩、级间冷却以及多级膨胀和级间加热，有效提高了储能效率，降低了系统的能量损失。通过蓄热器，最大限度地减小了系统的热能损失，提高了系统的热能利用效率。通过循环系统，确保了高压液态CO<subgt;2</subgt;存储罐和低压液态CO<subgt;2</subgt;存储罐之间的稳定液态二氧化碳传输。提高了系统的整体可靠性。技术研发人员：郑立星,薛小军,时彤彤,李思佳,王嘉璐受保护的技术使用者：山西大学技术研发日：技术公布日：2024/5/27