一种以二氧化碳为载体的能源供应方法和系统转让专利

申请号 : CN201610135077.9

文献号 : CN105756733B

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相似专利:

发明人 : 贾会平

申请人 : 石家庄新华能源环保科技股份有限公司

摘要 :

本发明涉及一种以二氧化碳为载体的能源供应方法和系统,系统包括干冰制造机、干冰储罐、液态二氧化碳泵、压缩机和低温风机。干冰储罐与干冰制造机的进出口连接,干冰储罐通过二氧化碳液体管路与低温液态二氧化碳发电装置连接,通过低温二氧化碳气体管路与低温二氧化碳气体用户和/或低温二氧化碳气体发电装置连接。液态二氧化碳到干冰制造机制成干冰送回至干冰储罐储存。低温液态二氧化碳送至低温液态二氧化碳发电装置进行低温发电,低温二氧化碳气体经低温二氧化碳气体管路到低温二氧化碳气体用户和低温二氧化碳气体发电装置。本发明以二氧化碳为工作介质,用于低温发电和其它低温用途,有效的存储并利用能量,实现了能量的灵活调节利用。

权利要求 :

1.一种以二氧化碳为载体的能源供应方法,利用二氧化碳为载体的能源供应系统,从干冰储罐(2)输出液态二氧化碳到干冰制造机(1)制成干冰,送回至干冰储罐储存;所述干冰储罐中有干冰、液态二氧化碳和低温气态二氧化碳;其特征是:所述干冰储罐输出液态二氧化碳和低温气态二氧化碳,低温液态二氧化碳送至低温液态二氧化碳发电装置(9)进行液态低温发电,发电后的高温二氧化碳气体经压缩机(11)压缩,通过高温二氧化碳气体入口返回干冰储罐;进入高温二氧化碳气体入口的高温二氧化碳一部分经支路进入干冰储罐上部空间,另一部分进入内壁循环管(19)降温后经低温风机(24)、循环管(13)和循环二氧化碳入口(20)返回干冰储罐;低温风机(24)出口部分低温二氧化碳气体经低温二氧化碳气体管路(17)到低温二氧化碳气体用户(10)和/或低温二氧化碳气体发电装置(28)进行低温利用,经低温二氧化碳气体用户和/或低温二氧化碳气体发电装置使用后变成的高温二氧化碳气体经高温二氧化碳气体入口返回干冰储罐。

2.根据权利要求1所述的以二氧化碳为载体的能源供应方法,其特征是:所述低温二氧化碳气体用户(10)包括工业制冷和民用制冷装置。

3.根据权利要求1所述的以二氧化碳为载体的能源供应方法,其特征是:所述干冰储罐(2)输出液态二氧化碳和/或低温二氧化碳气体,液态二氧化碳到低温液态二氧化碳发电装置(9)进行发电,低温二氧化碳气体至低温二氧化碳气体用户(10)进行低温利用和/或低温二氧化碳气体发电装置进行低温利用;干冰储罐的液态二氧化碳通过干冰制造机(1)制造干冰,并从干冰储罐顶部加入,干冰制造机能够制造多种粒径、多种形状的干冰。

4.根据权利要求1所述的以二氧化碳为载体的能源供应方法,其特征是:所述干冰储罐为高压操作或低压操作,利用低温液态二氧化碳通过低温液态二氧化碳发电装置发电时干冰储罐为高压操作,利用低温二氧化碳气体为低温二氧化碳气体用户(10)提供冷源服务时为低压操作;低温液态二氧化碳发电装置发电的同时,低温二氧化碳气体发电装置发电和/或为低温二氧化碳气体用户提供冷源服务时为高压操作;低压操作的压力:0.001~25MPa,高压操作的压力为0.05~1000MPa;所述系统中补充的二氧化碳的浓度为15%~99.9999%中合适的浓度。

5.一种以二氧化碳为载体的能源供应系统,包括干冰制造机(1)、干冰储罐(2)、压缩机(11)、液态二氧化碳泵(27)和低温风机(24),其特征是:所述系统设有低温液态二氧化碳发电装置(9)和/或气体用户,气体用户为低温二氧化碳气体用户(10)和/或低温二氧化碳气体发电装置(28);所述干冰储罐设有液态二氧化碳上部出口(3)、液态二氧化碳下部出口(21)、循环二氧化碳入口(20)、高温二氧化碳气体入口、低温二氧化碳气体出口和干冰入口(12);所述干冰储罐的内部设有内壁循环管(19),内壁循环管可以布置在整个干冰储罐内,也可以布置在干冰储罐一部分空间内,循环管外壁可以和干冰储罐内的干冰、液态二氧化碳或气态二氧化碳进行冷量交换;所述干冰储罐的外部设有循环管(13);所述液态二氧化碳上部出口和液态二氧化碳下部出口(21)连接到液态二氧化碳泵(27)入口,液态二氧化碳泵(27)出口分为两路,一路连接到干冰制造机,另一路通过二氧化碳液体管路(16)连接到低温液态二氧化碳发电装置, 两路分别设有阀门(29);所述干冰制造机连接到干冰入口,所述低温液态二氧化碳发电装置通过压缩机(11)连接到高温二氧化碳气体入口;所述高温二氧化碳气体入口分为两路,一路通过支路(25)通入干冰储罐内,另一路通过内壁循环管连接到低温风机;所述低温风机出口一路通过循环管(13)连接到循环二氧化碳入口,通过循环二氧化碳入口(20)进入干冰储罐上部空间,另一路通过低温二氧化碳气体管路(17)连接到低温二氧化碳气体用户(10)和/或低温二氧化碳气体发电装置(28),所述低温风机出口与低温二氧化碳气体用户(10)和/或低温二氧化碳气体发电装置(28)的连接管路分别设有阀门(29);所述低温二氧化碳气体用户(10)和/或低温二氧化碳气体发电装置(28)出口通过压缩机(11)和高温二氧化碳气体管路(26)连接到高温二氧化碳气体入口。

6.根据权利要求5所述的以二氧化碳为载体的能源供应系统,其特征是:所述液态二氧化碳上部出口(3)设有伸缩吸液管(18),所述伸缩吸液管插入干冰储罐的液态区(14)。

7.根据权利要求5所述的以二氧化碳为载体的能源供应系统,其特征是:所述低温液态二氧化碳发电装置(9)设有发电机(4)、膨胀机(5)、蒸发器(6)、冷凝器(7)和循环泵(8),所述膨胀机的工质出口通过冷凝器与循环泵连接,循环泵的出口通过蒸发器连接到膨胀机的工质入口;所述发电机与膨胀机同轴连接;所述干冰储罐(2)的液态二氧化碳出口通过冷凝器(7)连接到压缩机(11),压缩机出口通过高温二氧化碳气体管路(26)连接到高温二氧化碳气体入口。

说明书 :

一种以二氧化碳为载体的能源供应方法和系统

技术领域

[0001] 本发明属于储能和供能技术领域,涉及一种以二氧化碳为载体的能源供应的方法和系统。

背景技术

[0002] 随着社会的发展进步、人口数量的增多,人们对于电、热、冷能的需求越来越高,电、热、冷能的需求量随时间的变化越来越复杂。如何利用二氧化碳为载体实现供能系统的储能和供能,提高能源的利用率,减少能量的浪费,是供能系统面临的重要挑战。
[0003] 储能技术可以实现能量的有效存储,并在需要时完成能量的高效率释放。利用储能技术,供能系统可以随时将富余能源转化为冷能,利用二氧化碳进行低温存储,从而有效减少能源的浪费。
[0004] 以二氧化碳为工作介质储能供能系统较为少见。二氧化碳是一种无毒、不易燃、密度高、临界点适宜 ( 临界温度 T c=31.1℃,临界压力 P c=7.38*10 6 Pa) 的流体,具有较好的流动性和传输特性,常被用于制冷、化工等领域。但从总体上来看,目前对于二氧化碳的开发和利用还不够。因此,有必要进一步提高二氧化碳的应用价值,拓宽二氧化碳的利用潜力。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种以二氧化碳为载体的能源供应方法,有效利用富余电能实现能量存储,并据用户需求输出冷能,用于低温发电和其它低温用途,灵活调节能量,本发明的另一目的是提供一种以二氧化碳为载体的能源供应系统。
[0006] 本发明的技术方案是:以二氧化碳为载体的能源供应方法,利用二氧化碳为载体的能源供应系统,从干冰储罐输出液态二氧化碳到干冰制造机制成干冰,送回至干冰储罐储存。干冰储罐中有干冰、液态二氧化碳和低温气态二氧化碳。干冰储罐输出液态二氧化碳和低温气态二氧化碳,低温液态二氧化碳送至低温液态二氧化碳发电装置进行低温发电,发电后的高温二氧化碳气体经压缩机压缩,通过高温二氧化碳气体入口返回干冰储罐。进入高温二氧化碳气体入口的高温二氧化碳一部分经支路进入干冰储罐上部空间,另一部分进入内壁循环管降温后经低温风机、循环管和循环二氧化碳入口返回干冰储罐。低温风机出口部分低温二氧化碳气体经低温二氧化碳气体管路到低温二氧化碳气体用户和/或低温二氧化碳气体发电装置进行低温利用,经低温二氧化碳气体用户和/或低温二氧化碳气体发电装置使用后变成的高温二氧化碳气体经高温二氧化碳气体入口返回干冰储罐。
[0007] 低温二氧化碳气体用户包括工业制冷、民用制冷装置、家用制冷装置、家用制冷空调、食品低温保鲜及贮藏。干冰储罐输出液态二氧化碳和/或低温二氧化碳气体,液态二氧化碳到低温液态二氧化碳发电装置进行发电,低温二氧化碳气体至低温二氧化碳气体用户进行低温利用和/或至低温二氧化碳气体发电装置进行发电;干冰储罐的液态二氧化碳通过干冰制造机制造干冰,并从干冰储罐顶部加入,干冰制造机能够制造多种粒径、多种形状的干冰。
[0008] 干冰储罐具有三种状态:二氧化碳液固混合状态,二氧化碳液、固、气状态,绝大部分为固态只有少量液态和气态二氧化碳。干冰储罐内可以充满整个循环管路。干冰储罐为高压操作或低压操作,利用低温液态二氧化碳通过低温液态二氧化碳发电装置发电时干冰储罐为高压操作,利用低温二氧化碳气体为低温二氧化碳气体用户提供冷源服务时为低压操作。低温液态二氧化碳发电装置发电的同时,低温二氧化碳气体发电装置发电和为低温二氧化碳气体用户提供冷源服务时为高压操作。低压操作的压力:0.001~25MPa,高压操作的压力为0.05~1000MPa。系统中补充的二氧化碳的浓度为15%~99.9999%中合适的浓度。
[0009] 本发明以二氧化碳为载体的能源供应系统,包括干冰制造机、干冰储罐、压缩机、液态二氧化碳泵和低温风机。系统设有低温液态二氧化碳发电装置和/或气体用户,气体用户为低温二氧化碳气体用户和/或低温二氧化碳气体发电装置。干冰储罐设有液态二氧化碳上部出口、液态二氧化碳下部出口、循环二氧化碳入口、高温二氧化碳气体入口、低温二氧化碳气体出口和干冰入口。干冰储罐的内部设有内壁循环管,外部设有循环管。内壁循环管可以布置在整个干冰储罐内,也可以布置在干冰储罐一部分空间内,循环管外壁可以和干冰储罐内的干冰、液态二氧化碳或气态二氧化碳进行冷量交换。液态二氧化碳上部出口和液态二氧化碳下部出口连接到液态二氧化碳泵入口,液态二氧化碳泵出口分为两路,一路连接到干冰制造机,另一路通过二氧化碳液体管路连接到低温液态二氧化碳发电装置,两路分别设有阀门。干冰制造机连接到干冰入口,低温液态二氧化碳发电装置通过压缩机连接到高温二氧化碳气体入口。高温二氧化碳气体入口分为两路,一路通过支路通入干冰储罐内,另一路通过内壁循环管连接到低温风机。低温风机出口一路通过循环管连接到循环二氧化碳入口,从而通过进入干冰储罐上部空间,另一路通过低温二氧化碳气体管路连接到低温二氧化碳气体用户和/或低温二氧化碳气体发电装置,连接管路设有阀门。低温二氧化碳气体用户出口和/或低温二氧化碳气体发电装置出口通过压缩机和高温二氧化碳气体管路连接到高温二氧化碳气体入口。
[0010] 系统设有干冰过滤器和气液分离器,低温二氧化碳气体出口通过干冰过滤器和气液分离器连接到低温风机的入口。进入罐体上部的高温二氧化碳气体和从循环管通过罐体上部入口进入的低温二氧化碳气体混合后,通过罐体内的干冰或液态二氧化碳进行冷却后形成的低温二氧化碳气体从出口通过干冰过滤器和气液分离器连接到低温风机的入口。液态二氧化碳上部出口设有伸缩吸液管,伸缩吸液管插入干冰储罐的液态区。低温液态二氧化碳发电装置设有发电机、膨胀机、蒸发器、冷凝器和循环泵,膨胀机的工质出口通过冷凝器与循环泵连接,循环泵的出口通过蒸发器连接到膨胀机的工质入口。发电机与膨胀机同轴连接。干冰储罐液态二氧化碳出口通过冷凝器连接到压缩机,压缩机出口通过高温二氧化碳气体管路连接到高温二氧化碳气体入口。工质为氟利昂、丙烷、丁烷、溴化锂或无氟制冷剂。
[0011] 系统中的低温液态二氧化碳和低温二氧化碳气体可以由输送管道长距离输送,利于储存二氧化碳。用长距离输送管道连接系统中相距0~1000公里之间的众多干冰储罐,形成二氧化碳能量输出、储存的全覆盖网络化布置。图1的系统可以包括多条的液态二氧化碳低温发电回路和低温二氧化碳气体用户和/或低温二氧化碳气体发电装置回路,输送管道的外部都设置有绝热保温层。所有系统采用智能控制。
[0012] 系统设有多条二氧化碳储能利用循环回路,输送管道的外部都设置有保温层。干冰储罐的内层为耐低温钢,外层为保温层,内层和外层之间设有绝热材料。系统设有高温二氧化碳气体用户和二氧化碳补充管路,高温二氧化碳气体用户连接在低温二氧化碳气体用户和/或低温液态二氧化碳发电装置的出口,二氧化碳补充管路连接在干冰储罐的高温二氧化碳气体入口。高温二氧化碳气体用户为各类化工厂、机械厂、家用食品保鲜、工业用食品保鲜需要的场所、消防和立体农场、二氧化碳填埋场所和其它二氧化碳需要的场所、核电厂和其它常规电厂用于余热回收和其它二氧化碳需要的场所。通过二氧化碳补偿管路(31)的二氧化碳气体的来源包括碳酸岩煅烧产生的二氧化碳气体的提纯,其它燃烧过程产生的二氧化碳气体的提纯和其它的化工过程产生的二氧化碳提纯。补充管路可以长距离铺设,连接分布的网络化的各个干冰储罐。
[0013] 干冰储罐的内层为耐低温材料,如耐低温钢,外层为保温层,内层和外层之间设有绝热材料;所述保温材料为混凝土、膨胀珍珠岩、保温砖或复合保温层。罐体具有钢筋混凝土结构或金属结构,也可以是它们的混合结构。也可以采用天然的地质结构作为储罐,如地下溶洞、矿山隧道等。罐体材料也可以采用化学复合材料,可以采用以水为基的各种形态的材料,如海水和淡水的固态、液态和气态的形式。图1的系统规模可大可小,干冰储罐可大可小,既可以布置在固定的场所,又可以布置在移动的场所和各种交通工具上,作为能源供应系统。在固定场所时,干冰储罐内部容积从0至1万亿立方米,可根据需要设定,当布置在移动的场所和各种交通工具上时,干冰储罐的容积从0至1万亿立方米,根据需要设定。干冰储罐设有隔板和二氧化碳气体上部出口,隔板位于干冰储罐的中间,将干冰储罐分为两部分。二氧化碳气体上部出口位于干冰储罐一侧的上部,二氧化碳气体上部出口通过干冰过滤器和气液分离器连接到低温风机的入口。低温风机的出口分为两路,一路通过循环管连接到循环二氧化碳入口,从而通过进入干冰储罐上部空间,另一路通过低温二氧化碳气体管路连接到低温二氧化碳气体用户和/或低温二氧化碳气体发电装置。低温二氧化碳气体用户和/或低温二氧化碳气体发电装置出口通过压缩机和高温二氧化碳气体管路连接到高温二氧化碳气体入口,高温二氧化碳气体管路的一路连接到高温二氧化碳气体用户。高温二氧化碳气体入口分为两路,一路连接到干冰储罐的一侧的内壁循环管入口,另一路连接到另一侧的支路。干冰储罐内的隔板不完全把罐体分成若干份,而是在隔板上部或下部或中间的某个位置留有适当的间隙,使储罐内具有一个联通的通道,使气态二氧化碳、液态二氧化碳和干冰处于联通的状态,便于气态二氧化碳和液态二氧化碳的流动和冷却。隔板至少要有一个。隔板的材料可以是金属材料、非金属的复合材料、水基的材料如淡水和海水。液态二氧化碳上部出口设有两支伸缩吸液管,两支伸缩吸液管分别插入隔板两侧的液态区。
[0014] 本发明以二氧化碳为工作介质,用于低温发电和其它低温用途,根据用户需求输出冷能,有效的存储并利用富余的能量,实现了能量的灵活调节利用。二氧化碳无毒,不易燃,密度高并且是气体中热容非常高的,利用二氧化碳进行储能,相比其他介质效率更高,安全更好。此系统通过二氧化碳管网与现有发电系统的联合工作,能综合的提供电能,冷能等,调节电力的波峰和波谷。本发明以二氧化碳为载体的能源供应系统为实现上述方法提供了必要的条件。以消化干冰形成液态二氧化碳,并使液态二氧化碳成为干冰进行循环,达到储能和能量交换的目的。不用另外设置大型二氧化碳储气罐就可以进行操作,减少了罐体数量,一个干冰储罐解决了二氧化碳气、液、固三相储存的问题。利用干冰储罐网络化布置可以有效的储存和输送二氧化碳,从而有效的达到二氧化碳温室气体的减排目的,同时形成了大规模、网络化、全覆盖的分布式能源供应系统,充分的利用了绿色能源如风能、太阳能和潮汐能等,有效的利用了低谷低价电,将二氧化碳通入核电站和常规电站,有效的进行了余热的回收。

附图说明

[0015] 图1为本发明以二氧化碳为载体的能源供应系统的流程示意图;
[0016] 图2为图1的A-A图;
[0017] 图3为图1的三维图;
[0018] 图4为本发明另一方案的流程示意图;
[0019] 图5为本发明第三种方案的流程示意图;
[0020] 图6为本发明第四种方案的流程示意图。
[0021] 其中:1—干冰制造机、2—干冰储罐、3—液态二氧化碳上部出口、4—发电机、5—膨胀机、6—蒸发器、7—冷凝器、8—工质循环泵、9—低温液态二氧化碳发电装置、10—低温二氧化碳气体用户、11—压缩机、12—干冰入口、13—循环管、14—液态区、15—干冰区、16—二氧化碳液体管路、17—低温二氧化碳气体管路、18—伸缩吸液管、19—内壁循环管、
20—循环二氧化碳入口、21—液态二氧化碳下部出口、22—干冰过滤器、23—气液分离器、
24—低温风机、25—支路、26—高温二氧化碳气体管路、27—液态二氧化碳泵、28—低温二氧化碳气体发电装置、29—阀门、30—高温二氧化碳气体用户、31—二氧化碳补充管路、
32—隔板。

具体实施方式

[0022] 下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例,本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。
[0023] 实施例1
[0024] 本发明以二氧化碳为载体的能源供应系统,如图1~图3所示,包括干冰制造机1、干冰储罐2、压缩机11、干冰过滤器22、气液分离器23、低温风机24、液态二氧化碳泵27、低温液态二氧化碳发电装置9和低温二氧化碳气体用户10。低温二氧化碳气体用户为家用制冷空调设备,低温液态二氧化碳发电装置9设有发电机4、膨胀机5、蒸发器6、冷凝器7和循环泵8。膨胀机的工质出口通过冷凝器与循环泵连接,循环泵的出口通过蒸发器连接到膨胀机的工质入口。工质为氟利昂,蒸发器6的加热介质为空气,空气走蒸发器的壳程。干冰储罐设有液态二氧化碳上部出口3、液态二氧化碳下部出口21、循环二氧化碳入口20、高温二氧化碳气体入口、低温二氧化碳气体出口和干冰入口12。液态二氧化碳上部出口设有伸缩吸液管,伸缩吸液管插入干冰储罐的液态区。干冰储罐的内部设有内壁循环管19,外部设有8根循环管13。液态二氧化碳上部出口和液态二氧化碳下部出口一起连接到液态二氧化碳泵27入口,两路分别设有阀门29。液态二氧化碳泵出口分为两路,一路连接到干冰制造机,另一路通过二氧化碳液体管路16连接到低温液态二氧化碳发电装置的冷凝器7,两路分别设有阀门29。干冰制造机出口连接到干冰入口12,低温液态二氧化碳发电装置的冷凝器7出口通过压缩机11、高温二氧化碳气体管路26连接到高温二氧化碳气体入口。高温二氧化碳气体入口分为两路,一路通过支路25通入干冰储罐内的上部空间,另一路通过内壁循环管连接到低温风机24。干冰储罐的下部的低温二氧化碳气体出口通过干冰过滤器和气液分离器连接到低温风机的入口。低温风机出口一路通过循环管连接到干冰储罐上部的循环二氧化碳入口20,另一路通过低温二氧化碳气体管路17连接到低温二氧化碳气体用户,两路分别设有阀门29。低温二氧化碳气体用户出口通过压缩机11和高温二氧化碳气体管路26连接到高温二氧化碳气体入口。系统设有高温二氧化碳气体用户和二氧化碳补充管路,高温二氧化碳气体用户为化工厂和机械厂。高温二氧化碳气体用户连接在低温二氧化碳气体用户10和低温液态二氧化碳发电装置9的出口。二氧化碳补充管路连接在干冰储罐的高温二氧化碳气体入口。
[0025] 系统位于发电厂的附近,用于电波峰时发电。系统中的液态二氧化碳和气态二氧化碳由管道长距离输送。系统设有多条二氧化碳储能利用循环回路。干冰储罐的内层为耐低温钢,外层为保温层,内层和外层之间设有绝热材料。保温材料为保温砖,绝热材料为膨胀珍珠岩。连接管路设有阀门29。
[0026] 本发明以二氧化碳为载体能源供应的过程为:系统为低温液态二氧化碳发电装置发电和低温二氧化碳气体用户10提供冷源,即同时提供液态二氧化碳和低温二氧化碳气体,干冰储罐为高压操作,操作压力为1~5.0MPa。夜间干冰储罐2中液态二氧化碳经伸缩吸液管18从液态二氧化碳上部出口3到干冰制造机1制成干冰,送回至干冰储罐储存,利用夜间低谷低价电,为干冰储罐储能。日间干冰储罐输出液态二氧化碳至低温液态二氧化碳发电装置9,利用低温液态二氧化碳发电装置的工质循环,将液态二氧化碳的冷能量传递给发电机发电。发电过程放出冷量的二氧化碳成为气态,经压缩机11压缩,然后通过高温二氧化碳气体管路26和高温二氧化碳气体入口返回干冰储罐2。进入高温二氧化碳气体入口的高温二氧化碳气体一部分经支路25进入干冰储罐上部空间,另一部分进入内壁循环管19进行冷却。内壁循环管冷却后的二氧化碳气体进入低温风机24,同时在干冰储罐内部冷却后穿过干冰区15的二氧化碳气体经过干冰过滤器22过滤和气液分离器23分离也进入低温风机。低温风机鼓出的低温二氧化碳气体一部分经干冰储罐外部的循环管13和循环二氧化碳入口20返回到干冰储罐,另一部分经低温二氧化碳气体管路17到小区家用制冷空调设备制冷,低温二氧化碳气体用户使用后的高温二氧化碳气体经压缩机11压缩,然后经高温二氧化碳气体管路和高温二氧化碳气体入口返回干冰储罐2。干冰储罐白天消耗固态干冰,成为液态二氧化碳,并保持液固混合状态,可以绝大部分是液态,并有少量气态二氧化碳。干冰储罐夜间把液态二氧化碳变成干冰,最终使储罐内绝大部分为各种粒度的固态干冰。
[0027] 实施例2
[0028] 本发明另一种实施方式如图4所示,包括干冰制造机1、干冰储罐2、压缩机11、干冰过滤器22、气液分离器23、液态二氧化碳泵27、低温风机24和低温液态二氧化碳发电装置9。低温液态二氧化碳发电装置9设有发电机4、膨胀机5、蒸发器6、冷凝器7和循环泵8。膨胀机的工质出口通过冷凝器与循环泵连接,循环泵的出口通过蒸发器连接到膨胀机的工质入口。工质为非氟利昂制冷剂,蒸发器6的加热介质为空气,空气走蒸发器的壳程。液态二氧化碳上部出口和液态二氧化碳下部出口一起连接到液态二氧化碳泵27入口,两路分别设有阀门29。液态二氧化碳泵出口分为两路,一路连接到干冰制造机,另一路通过二氧化碳液体管路16连接到低温液态二氧化碳发电装置的冷凝器7,两路分别设有阀门29。干冰制造机出口连接到干冰入口12,低温液态二氧化碳发电装置的冷凝器7出口通过压缩机11、高温二氧化碳气体管路26连接到高温二氧化碳气体入口。高温二氧化碳气体入口分为两路,一路通过支路25通入干冰储罐内的上部空间,另一路通过内壁循环管连接到低温风机24。干冰储罐的下部的低温二氧化碳气体出口通过干冰过滤器和气液分离器连接到低温风机的入口。低温风机出口通过循环管连接到干冰储罐上部的循环二氧化碳入口20。系统位于风力发电厂的附近,当有风时,网络系统在低谷时发电,也可以用于风力小于正常值时的电力储存。
[0029] 本实施例提供液态二氧化碳用于低温液态二氧化碳发电装置发电,干冰储罐为高压操作,操作压力为4.5MPa。有风时,干冰储罐2中液态二氧化碳经伸缩吸液管18从液态二氧化碳上部出口3到干冰制造机1制成干冰,送回至干冰储罐储存,利用夜间低谷低价电,为干冰储罐储能。在无风和风力小于正常值时,干冰储罐输出液态二氧化碳至低温液态二氧化碳发电装置9,利用低温液态二氧化碳发电装置的工质循环,将液态二氧化碳的冷能量传递给发电机发电,从而保证风力发电厂整体输出电力稳定、正常。
[0030] 实施例3
[0031] 本发明第三种实施方式如图5所示,包括干冰制造机1、干冰储罐2、压缩机11、干冰过滤器22、气液分离器23、低温风机24和低温二氧化碳气体发电装置28。干冰储罐的下部的低温二氧化碳气体出口通过干冰过滤器和气液分离器连接到低温风机24的入口,低温风机出口一路通过循环管连接到干冰储罐上部的循环二氧化碳入口20,另一路通过低温二氧化碳气体管路17连接到低温二氧化碳气体发电装置,两路分别设有阀门29。低温二氧化碳气体发电装置出口通过压缩机11和高温二氧化碳气体管路26连接到高温二氧化碳气体入口。高温二氧化碳气体入口分为两路,一路通过支路25通入干冰储罐内的上部空间,另一路通过内壁循环管连接到低温风机24入口。
[0032] 本实施例提供气态二氧化碳用于低温二氧化碳气体发电装置发电,干冰储罐为低压操作,操作压力为0.58MPa。低温风机24鼓出的低温二氧化碳气体一部分经干冰储罐外部的循环管13和循环二氧化碳入口20返回到干冰储罐,另一部分经低温二氧化碳气体管路17到低温二氧化碳气体发电装置发电,低温二氧化碳气体发电装置使用后温度升高的高温二氧化碳气体经压缩机11压缩,然后经高温二氧化碳气体管路26和高温二氧化碳气体入口返回干冰储罐2。进入高温二氧化碳气体入口的高温二氧化碳一部分经支路进入干冰储罐上部空间,另一部分进入内壁循环管19进行冷却。内壁循环管冷却后的二氧化碳气体进入低温风机24,同时在干冰储罐内部冷却后穿过液态区14和干冰区15的二氧化碳气体经过干冰过滤器22过滤和气液分离器23分离也进入低温风机。给干冰制造机提供能量的是太阳能发电厂,当有阳光照射时,伸缩管18将罐内的液态二氧化碳抽出并送入干冰制造机制成干冰送入干冰储罐中。当没有阳光照射或阳光照射小于正常值时,干冰储罐输出液态二氧化碳至低温液态二氧化碳发电装置9,利用低温液态二氧化碳发电装置的工质循环,将液态二氧化碳的冷能量传递给发电机发电,从而保证太阳能发电厂整体输出电力稳定、正常。
[0033] 实施例4
[0034] 本发明另一实施方式如图6所示,干冰储罐2设有隔板32和二氧化碳气体上部出口。板位于干冰储罐的中间,将干冰储罐分为两部分。二氧化碳气体上部出口位于干冰储罐一侧的上部,二氧化碳气体上部出口通过干冰过滤器22和气液分离器23连接到低温风机24的入口。低温风机的出口分为两路,一路通过循环管13连接到循环二氧化碳入口,从而通过(20)进入干冰储罐上部空间,另一路通过低温二氧化碳气体管路17连接到低温二氧化碳气体发电装置28。低温二氧化碳气体发电装置28出口通过压缩机11和高温二氧化碳气体管路26连接到高温二氧化碳气体入口。高温二氧化碳气体管路的一路连接到高温二氧化碳气体用户30。高温二氧化碳气体入口分为两路,一路连接到干冰储罐的一侧的内壁循环管19入口,另一路连接到另一侧的支路25。干冰储罐内的隔板不完全把罐体分成若干份,而是在隔板上部或下部或中间的某个位置留有适当的间隙,使储罐内具有一个联通的通道,使气态二氧化碳、液态二氧化碳和干冰处于联通的状态,便于气态二氧化碳和液态二氧化碳的流动和冷却。隔板至少要有一个,隔板的材料可以是金属材料、非金属的复合材料、水基的材料如淡水和海水。液态二氧化碳上部出口3设有两支伸缩吸液管18,两支伸缩吸液管分别插入隔板两侧的液态区14。