[发明专利]一种双井液压式CO2

说明书

本发明公开一种双井液压式CO₂压缩储能系统及其运行方法，系统包括水源、双井、控制系统以及储热系统；双井包括底部连通的CO₂储存井和水储存井，CO₂储存井和水储存井连通处设置水轮机，CO₂储存井的顶部设置CO₂输送通道，CO₂储存井中设置换热器，换热器连接储热系统，换热器下方设置依次换热器挡板和浮板；水储存井的入水口和出水口均连通水源，水储存井中设置液位计，CO₂储存井的下部设置液位指示装置，液位计和液位指示装置连接控制系统；通过建造两口连通的井，通过水压缩CO₂储能和CO₂膨胀做功交替运行，实现利用波谷电及弃电输水压缩CO₂产生热能存储，待需用电时，储热系统加热CO₂，CO₂迅速膨胀，使液体水向水储存井侧退回，推动水轮机做功发电。

技术领域

本发明属于及CO₂压缩储能技术领域，具体涉及一种双井液压式CO₂压缩储能系统及其运行方法。

背景技术

压缩空气储能技术是目前被行业认可的成熟的储能技术，且已有相关工程应用。目前压缩空气储能建设基地选址主要有两种方案，一是选择天然岩穴、二是向地下挖洞建储罐。然而天然岩穴数量较少，且岩穴征用需征得地质等相关部门同意。因此为促进该技术的推广应用，多采用向地下挖洞建储罐的方式。压缩空气储能以空气为介质，空气密度低导致能量密度低，进而使得储罐体积大，需挖设的洞穴体积大，造成系统储罐占地面积大，挖设洞穴所需空间大，难以通过相关地质部门的审批。而CO₂无毒、无污染，物理性质稳定，临界点温度为31.1℃，临界压力为7.38MPa，临界参数低，且密度大。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种双井液压式CO₂压缩储能系统及其运行方法，利用水的势能和CO₂压缩储能实现能量转换，利用双井提高系统效率，显著缩小需建储罐或需挖设洞穴的体积，节约系统的占地面积及工程造价。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种双井液压式CO₂压缩储能系统，包括水源、双井、控制系统以及储热系统；双井包括底部连通的CO₂储存井和水储存井，CO₂储存井和水储存井连通处设置水轮机，CO₂储存井的顶部设置CO₂输送通道，CO₂储存井中设置换热器，换热器连接储热系统，换热器下方设置依次换热器挡板和浮板；水储存井的入水口和出水口均连通水源，水储存井中设置液位计，CO₂储存井的下部设置液位指示装置，液位计和液位指示装置连接控制系统。

水源为湖泊、池塘、大海、水槽或蓄水池。

水源至水储存井的入水口设置流体输送装置，流体输送装置采用水泵，水泵设置一台或多台，水泵的执行机构连接控制系统。

双井的井深为100-800m，水储存井的直径为4-8m，CO₂储存井的直径为2-5m；双井是在地面以下挖掘并用混凝土浇筑或不锈钢无缝焊接而成。

水轮机采用立式或卧式水轮机。

阀门采用一种带信号输入输出的阀门，阀门的执行机构连接控制系统。

换热器中的换热介质为熔盐、油、液态金属或水蒸气。

储热系统采用一种单一或混合储热系统或装置。

挡板采用刚性板，挡板与CO₂储井井壁固定连接。

本发明所述双井液压式CO₂压缩储能系统的运行方法，具体包括如下过程：