[发明专利]一种利用液态天然气冷能的热泵储电方法有效
申请号: | 202210079163.8 | 申请日: | 2022-01-24 |
公开(公告)号: | CN114352372B | 公开(公告)日: | 2023-08-11 |
发明(设计)人: | 王亮;张涵;陈海生;凌浩恕;张双;白亚开 | 申请(专利权)人: | 中国科学院工程热物理研究所 |
主分类号: | F01K27/00 | 分类号: | F01K27/00;F01K3/00;F25B30/02;F25B41/30;F25B41/42 |
代理公司: | 北京三聚阳光知识产权代理有限公司 11250 | 代理人: | 王娜 |
地址: | 100190 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 利用 液态 天然 气冷 热泵储电 方法 | ||
1.一种利用液态天然气冷能的热泵储电方法,其特征在于,包括如下步骤:
采用热泵制热系统将用电低谷期多余的电能转化为热能,用于为冷热能热机发电回路提供发电过程中所需的热能;
采用LNG冷能回收存储系统获取液态天然气中存储的冷能,用于为冷热能热机发电回路提供发电过程中所需的冷能;
采用冷热能热机发电回路在用电高峰期利用所述热能与所述冷能进行发电;
其中,所述LNG冷能回收存储系统包括相连的液态天然气储罐、LNG泵、LNG蒸发器、压缩天然气储罐、蓄冷循环风机以及低温填充床;
采用LNG冷能回收存储系统获取液态天然气中存储的冷能具体包括:
利用所述LNG泵将所述液态天然气储罐中的液态天然气泵送至所述LNG蒸发器中;
利用所述蓄冷循环风机驱动常温的气体工质流入所述LNG蒸发器,使液态天然气与常温的气体进行换热;
使常温的气体换热后形成的低温的气体流入所述低温填充床中,与所述低温填充床中的固体颗粒蓄冷材料换热,以将冷能存储于所述低温填充床中;
将液态的天然气吸热后形成的压缩天然气存储在所述压缩天然气储罐中;
其中,所述热泵制热系统包括相连的驱动单元、制热回路压缩机组、制热回路多级膨胀机组、冷能排散换热器以及高温填充床;
采用热泵制热系统将用电低谷期多余的电能转化为热能具体包括:
利用电能使所述驱动单元驱动所述制热回路压缩机组将常温常压的气体压缩至高温高压状态;
使高温高压状态的气体流经所述高温填充床,与所述高温填充床中的固体颗粒蓄热材料换热,以将热能存储于所述高温填充床中;
经所述高温填充床换热后,高温高压的气体转换成常温高压状态,使常温高压状态的气体在所述制热回路多级膨胀机组中膨胀至低温常压状态;
使低温常压的气体流经所述冷能排散换热器换热后转换成常温常压的气体;
使常温常压的气体重新流至制热回路压缩机组中;
其中,还包括蓄热回路,包括相连的热能回收换热器、蓄热循环风机以及所述高温填充床;
使高温高压状态的气体流经所述高温填充床,与所述高温填充床中的固体颗粒蓄热材料换热,以将热能存储于所述高温填充床中具体包括;
使高温高压的气体流入所述热能回收换热器中;
与此同时,启动蓄热循环风机驱动所述蓄热回路中的气体工质流入所述热能回收换热器中,与流入所述热能回收换热器中的高温高压的气体进行换热;
高温高压的气体释热后至常温高压状态之后,进入所述制热回路多级膨胀机组中进行膨胀;
蓄热回路中的气体工质吸热后转换成高温的气体工质,高温的气体工质流入所述高温填充床中,与其中的固体颗粒蓄热材料进行换热,将热能存储至所述高温填充床中;
高温的气体工质流出所述高温填充床后转换成常温的气体工质,常温的气体工质重新经蓄热循环风机驱动进入所述热能回收换热器吸收热能;
其中,所述冷热能热机发电回路包括压缩机组、所述高温填充床、膨胀机组、发电单元以及所述低温填充床;
采用冷热能热机发电回路在用电高峰期利用所述热能与所述冷能进行发电具体包括:
所述冷热能热机发电回路中的气体工质流经所述低温填充床吸收其中的冷能至低温常压状态;
低温常压的气体工质进入所述压缩机组压缩至常温、中/高压状态;
常温中/高压的气体工质流经所述高温填充床吸收其中的高温热能至高温中/高压状态;
随后,高温、中/高压的气体工质流入所述膨胀机组膨胀做功,所述膨胀机组带动所述发电单元进行发电;
膨胀后的常温常压的气体工质再次进入所述低温填充床吸收冷能;
重复上述循环,不断的将冷能与热能转化为电能释放。
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