[发明专利]一种利用内燃机余热的超临界二氧化碳储能系统及方法

权利要求书

1.一种利用内燃机余热的超临界二氧化碳储能系统，其特征在于，包括含有热罐(13)和冷罐(9)的储热系统、含有超临界二氧化碳高压储罐(18)和超临界二氧化碳低压储罐(14)的储能系统以及内燃机进排气系统；

所述储热系统包括被管路相连的热罐(13)、超临界二氧化碳-水再热器(12)、超临界二氧化碳-水换热器(11)、散热器(10)、冷罐(9)、第一级超临界二氧化碳-水间冷器(6)、第二级超临界二氧化碳-水间冷器(7)和废气-水换热器(5)；

所述储能系统包括被管路连接的超临界二氧化碳低压储罐(14)、第一级压缩机(16)、第二级压缩机(17)、第一级超临界二氧化碳-水间冷器(6)、第二级超临界二氧化碳-水间冷器(7)、超临界二氧化碳高压储罐(18)、第一节流阀(15)、第二节流阀(19)、超临界二氧化碳-水换热器(11)、超临界二氧化碳-水再热器(12)、第一级透平(20)、第二级透平(21)和预冷器(22)；

所述内燃机进排气系统包括内燃机本体(1)、中冷器(2)、涡轮(4)、电动机(3)、调节阀(8)和废气-水换热器(5)；

所述储热系统中，沿储热工质流动方向，热罐(13)出口连接超临界二氧化碳-水再热器(12)的热侧入口，超临界二氧化碳-水再热器(12)的热侧出口连接超临界二氧化碳-水换热器(11)的热侧入口，超临界二氧化碳-水换热器(11)的热侧出口连接散热器(10)的热侧入口，散热器(10)的热侧出口连接冷罐(9)入口，冷罐(9)出口连接第二级超临界二氧化碳-水间冷器(7)的冷侧入口，第二级超临界二氧化碳-水间冷器(7)的冷侧出口连接第一级超临界二氧化碳-水间冷器(6)的冷侧入口，第一级超临界二氧化碳-水间冷器(6)的冷侧出口连接废气-水换热器(5)的冷侧入口，废气-水换热器(5)的冷侧出口连接热罐(13)入口；

所述储能系统中，沿储能工质流动方向，超临界二氧化碳低压储罐(14)出口连接第一节流阀(15)入口，第一节流阀(15)出口连接第一级压缩机(16)入口，第一级压缩机(16)出口连接第一级超临界二氧化碳-水间冷器(6)的热侧入口，第一级超临界二氧化碳-水间冷器(6)的热侧出口连接第二级压缩机(17)入口，第二级压缩机(17)出口连接第二级超临界二氧化碳-水间冷器(7)的热侧入口，第二级超临界二氧化碳-水间冷器(7)的热侧出口连接超临界二氧化碳高压储罐(18)入口，超临界二氧化碳高压储罐(18)出口连接第二节流阀(19)入口，第二节流阀(19)出口连接超临界二氧化碳-水换热器(11)的冷侧入口，超临界二氧化碳-水换热器(11)的冷侧出口连接第一级透平(20)入口，第一级透平(20)出口连接超临界二氧化碳-水再热器(12)的冷侧入口，超临界二氧化碳-水再热器(12)的冷侧出口连接第二级透平(21)入口，第二级透平(21)出口连接预冷器(22)热侧入口，预冷器(22)热侧出口连接超临界二氧化碳低压储罐(14)入口；

所述内燃机进排气系统中，冷罐(9)出口连接调节阀(8)入口，调节阀(8)出口连接中冷器(2)冷侧入口，中冷器(2)冷侧出口连接热罐(13)入口，涡轮(4)出口连接中冷器(2)热侧入口，中冷器(2)热侧出口连接内燃机本体(1)进气道，内燃机本体(1)出气道连接废气-水换热器(5)的热侧入口，废气-水换热器(5)的热侧出口排出尾气。

2.根据权利要求1所述的一种利用内燃机余热的超临界二氧化碳储能系统，其特征在于，所述超临界二氧化碳-水再热器(12)包含冷热两侧，其中热侧为水，冷侧为超临界二氧化碳；所述超临界二氧化碳-水换热器(11)包含冷热两侧，其中热侧为水，冷侧为超临界二氧化碳；散热器(10)包含冷热两侧，热侧为水，冷侧为冷却介质；第一级超临界二氧化碳-水间冷器(6)和第二级超临界二氧化碳-水间冷器(7)包含冷热两侧，其中热侧为超临界二氧化碳，冷侧为水；废气-水换热器(5)包含冷热两侧，其中热侧为废气，冷侧为水。