[发明专利]一种超临界工质定压储能系统

摘要

本发明公开了一种超临界工质定压储能系统，包括：超临界段工质腔(1)、非等截面活塞组件(2)、亚临界段工质腔(3)、两相工质罐(4)、可调恒温箱(5)、亚临界液态工质(6)、亚临界气态工质(7)、超临界系统连接管(8)、超临界段工质腔温度传感器(9)、超临界段工质腔压力传感器(10)、亚临界段工质腔温度传感器(11)、亚临界段工质腔压力传感器(12)、两相工质罐温度传感器(13)、两相工质罐压力传感器(14)、可调恒温箱温度传感器(15)。本发明将富余能量以超临界流体工质的形式储存到系统中，当能量输出负荷较大时输出超临界流体，平衡能量来源，提高了能源循环使用效率，减少了存储空间。

主权项

1.一种超临界工质定压储能系统，其特征在于，包括：超临界段工质腔(1)、非等截面活塞组件(2)、亚临界段工质腔(3)、两相工质罐(4)、可调恒温箱(5)、亚临界液态工质(6)、亚临界气态工质(7)、超临界系统连接管(8)、超临界段工质腔温度传感器(9)、超临界段工质腔压力传感器(10)、亚临界段工质腔温度传感器(11)、亚临界段工质腔压力传感器(12)、两相工质罐温度传感器(13)、两相工质罐压力传感器(14)、可调恒温箱温度传感器(15)；所述超临界段工质腔(1)通过所述超临界系统连接管(8)与外部超临界系统连接，当外部超临界系统和超临界段工质的压力高于超临界工质定压储能系统设定的压力时，所述非等截面活塞组件(2)向所述亚临界段工质腔(3)侧移动；当外部超临界系统和超临界段工质的压力低于超临界工质定压储能系统设定的压力时，所述非等截面活塞组件(2)向所述超临界段工质腔(1)侧移动；所述非等截面活塞组件(2)与超临界段工质腔(1)、亚临界段工质腔(3)的腔体间的密封采用油膜密封方式；所述非等截面活塞组件(2)沿滑动方向的两端面及侧面由保温隔热材料制成；所述非等截面活塞组件(2)用于将所述超临界段工质腔(1)与所述亚临界段工质腔(3)分隔开，并且能够根据所述超临界段工质腔(1)与所述亚临界段工质腔(3)的压力变化，在所述超临界段工质腔(1)侧与所述亚临界段工质腔(3)侧之间移动；所述非等截面活塞组件(2)两侧截面比值根据超临界工质定压储能系统设计储能压力和设计可调恒温箱温度确定；对于固定的两侧截面比值，通过调节所述两相工质罐(4)温度实现对所述亚临界段工质腔(3)与所述超临界段工质腔(1)工作时的工质压力；所述亚临界段工质腔温度传感器(11)用于监测所述亚临界段工质腔(3)内的温度；所述亚临界段工质腔压力传感器(12)用于监测所述亚临界段工质腔(3)内的压力；所述亚临界段工质腔(3)一侧通过所述非等截面活塞组件(2)与所述超临界段工质腔(1)连接，一侧与两相工质罐(4)连接，用于存储亚临界工质；所述可调恒温箱(5)用于为所述两相工质罐(4)提供恒定的温度环境；所述两相工质罐(4)内的所述亚临界气态工质(7)与亚临界段工质腔(3)直通，当恒定温度下亚临界段工质腔(3)的压力低于超临界工质定压储能系统设定值时，部分所述两相工质罐(4)内的所述亚临界气态工质(7)转化成所述亚临界液态工质(6)；所述两相工质罐(4)内的所述亚临界液态工质(6)用于实现亚临界段工质的液态存储，当恒定温度下亚临界段工质腔(3)的压力高于超临界工质定压储能系统设定值时，部分所述两相工质罐(4)内的所述亚临界液态工质(6)转化成所述亚临界气态工质(7)；所述两相工质罐(4)与所述亚临界段工质腔(3)连接，用于实现对亚临界段工质的存储，当外部超临界系统工质盈余时，外部超临界系统工质进入超临界段工质腔(1)，非等截面活塞组件向亚临界段工质腔(3)滑动，推动亚临界气态工质进入两相工质罐(4)，部分气态工质液化，使得非等截面活塞组件重新达到受力平衡，维持外部超临界系统和超临界段工质腔(1)内工质压力不变；当外部超临界系统工质匮乏时，超临界段工质腔(1)工质进入外部超临界系统，非等截面活塞组件(2)向超临界段工质腔(3)滑动，带动亚临界气态工质流出两相工质罐(4)，部分液态工质汽化，使得非等截面活塞组件重新达到受力平衡，维持外部超临界系统和超临界段工质腔(1)内工质压力不变；所述超临界系统连接管(8)用以实现超临界工质定压储能系统与外部超临界系统连接，将外部超临界态工质引入超临界工质定压储能系统；超临界段工质腔温度传感器(9)用于监测所述超临界段工质腔(1)内的温度；超临界段工质腔压力传感器(10)用于监测所述超临界段工质腔(1)内的压力；两相工质罐温度传感器(13)用于监测所述两相工质罐(4)内的温度；两相工质罐压力传感器(14)用于监测所述两相工质罐(4)内的压力；可调恒温箱温度传感器(15)用于监测所述可调恒温箱(5)内的温度。