一种燃煤发电厂超临界二氧化碳调峰储能系统
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2024-09-13 14:15:08
本实用新型公开了一种燃煤发电厂超临界二氧化碳调峰储能系统,包括超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环系统和干冰制备系统,超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环系统包括依次连接的锅炉、超临界二氧化碳透平、高温回热器高温侧、低温回热器高温侧,低温回热器高温侧出口一路通过冷却器与主压缩机和低温回热器的低温侧流体入口相连,低温回热器的低温侧流体出口与高温回热器的低温侧流体入口相连;另一路通过再压缩机与高温回热器的低温侧流体入口相连;干冰制备系统包括依次连接的干冰机、干冰储存罐、阀门、冷却器以及二氧化碳储存罐。本实用新型系统将燃煤发电与超临界二氧化碳循环通过循环所需冷量和热源紧密联系,能够有效提高燃煤发电厂的经济效益。
为了克服上述现有技术存在的问题,本实用新型的目的在于提供一种燃煤发电厂超临界二氧化碳调峰储能系统,能够利用燃煤发电厂夜间低负荷运行时的电能,通过在夜间制取干冰将电能转化为可储存的能量,实现在时间上均衡合理地利用电能,结合超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环系统,以干冰作为循环中冷却器的冷量来源,并因地制宜选取电厂锅炉作为循环系统的热源,在白天利用超临界二氧化碳循环实现调峰发电,同时为燃煤发电厂低负荷运行状态和超临界二氧化碳循环系统的应用提供新思路。该调峰储能系统的运行过程具有合理调配电厂电能资源、以干冰为媒介将低负荷运行时的电能转换为可存储的能量并作为超临界二氧化碳循环系统发电的冷量来源、梯级利用电厂锅炉余热、实现调峰功能等优良特性,同时该系统将燃煤发电与超临界二氧化碳循环相结合,两者通过循环系统所需冷量和热源紧密联系、联合发电,充分利用夜间电能,具有良好的经济效益。为达到上述目的,本实用新型采用如下的技术方案予以实现:一种燃煤发电厂超临界二氧化碳调峰储能系统,包括超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环系统和干冰制备系统
近年来随着经济的高速发展,各行各业对电能的需求量持续增加,为满足用电需求,大装机容量的电厂纷纷建成投产。然而,用电高峰一般集中在白天,夜间用电需求较小,电厂在白天满负荷运转,而在夜间低负荷运转。这样的运载分布导致电厂整体发电效率降低,不能充分开发电厂的产出潜能,同时运行状态的反复切换对蒸汽轮机等高速运转的动力设备的安全性产生不利影响。为了改进现有电厂的传统用电模式,充分利用电厂的装机容量,综合开发现有电厂资源,寻找燃煤发电厂的新型能源利用方式,成为有效提高电厂的电能均衡利用及经济效益的重要途径之一。
二氧化碳作为新一代绿色工质,在热力循环方面有着巨大的发展潜力。二氧化碳广泛存在于大气中,价格低廉,储量丰富,且化学性质稳定。二氧化碳的超临界性态较容易实现,它的临界温度为304.21K,临界压力为7.37MPa,对设备的要求较低。在临界点附近,超临界二氧化碳高密度、低粘度、高扩散系数等热物性质使其成为性能突出的循环工质,以超临界二氧化碳为工质的汽轮机、压缩机等动力机械的结构紧凑、体积较小,有效降低了制造成本。在热力循环中只需消耗较少的压缩功就能使流体压缩到较高压力,可有效提高热力系统净效率。
目前,燃煤发电厂提升电能利用效率的手段主要集中在改进发电机组运行性能、燃烧余热再次利用等形式上,针对用电量峰值波动问题主要采用单一化的储能并网方式,在改进昼夜用电需求量波动大、燃煤发电厂潜在能源开发问题上解决方案单一、提升效果有限。
咸阳职业技术学院创始于1937年,2004年经陕西省人民政府批准,教育部备案,由原陕西省乾县师范学校、彬县师范学校、仪祉农业学校和咸阳市体育运动学校、卫生学校、技工学校等6所学校合并而成,是咸阳市人民政府直属的唯一一所全日制公办普通高等学校。学院为省级示范高职院校、省级“双高计划”建设单位、全国文明单位、全国绿化模范单位、国家节约型公共机构示范单位和中国特色“双高计划”高水平专业群建设单位。全日制在校学生20000多名。
该系统具有以下几个优点:
1、该系统实现了对燃煤发电厂夜间低负荷运行时电能的利用,避免资源浪费,有效提高电厂效益。该系统利用夜间电能制备干冰,将电能转化为可储存的能量,该过程实现了在时间上均衡利用电能。
2、该系统因地制宜,利用燃煤锅炉作为超临界二氧化碳循环的热源,无需额外热源供给,实现余热利用;由干冰为超临界二氧化碳循环发电提供冷量,实现了燃煤发电厂资源的充分利用,以及燃煤发电和超临界二氧化碳循环的有效结合。
3、干冰是固体的二氧化碳,二氧化碳广泛存在于大气中,因此干冰制备系统对环境的影响小,是环境友好的,具有良好的经济性能。
4、该系统能够实现燃煤发电厂的调峰和储能等目标功能,合理分配和利用电厂的电能资源。
5、系统中采用了分流再压缩设计,能避免回热器出现“夹点”,提高系统循环效率。
6、本实用新型中循环系统采用超临界二氧化碳为工质,因而相应的动力机械结构更为紧凑,占用空间小。
技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,希望具备此项技术研发的技术方,能够承接此项目。