[发明专利]用于具有能量储存的电力峰值的系统和方法

权利要求书

1.一种电力设备，其包括：

热力管道线路，所述热力管道线路具有包含在其中的工作流体，所述工作流体具有流动方向和流动速率；

插入在所述热力管道线路中的电力设备组件，所述电力设备组件包括压缩机系统、换热器、热源、涡轮系统、第一热交换器和热能储存系统，所述热能储存系统包括被配置为其中含有热能储存介质的容器、被配置为在所述工作流体与包含在所述容器中的所述热能储存介质之间传递热量的第二热交换器和膨胀装置，所述膨胀装置被配置为进一步膨胀来自于所述第一热交换器的所述工作流体以及将进一步膨胀的所述工作流体提供给所述第二热交换器；以及

阀门系统，其可操作地选择性地连接与维持流动方向和流动速率的工作流体热工水力连通的第一热交换器、热能储存系统、压缩机系统，以实现热力循环，所述热力循环选自布雷顿循环、可操作地冷冻至少一部分所述热能储存介质的布雷顿循环/制冷循环组合、和可操作地熔化至少一部分冷冻的热能储存介质的兰金循环。

2.根据权利要求1所述的电力设备，其中，所述第一热交换器被连接以将由所述第一热交换器冷却的膨胀的工作流体提供给所述压缩机系统。

3.根据权利要求1所述的电力设备，其中，所述容器包括至少一个被配置为其中含有所述热能储存介质的管道。

4.根据权利要求1所述的电力设备，其中，所述第一热交换器被连接以将被第一热交换器冷却的膨胀的所述工作流体提供给所述压缩机系统并且能够通过所述阀门系统被连接以将由所述第一热交换器冷却的膨胀的工作流体提供给所述热能储存系统的所述膨胀装置。

5.根据权利要求1所述的电力设备，其中，所述阀门系统被配置为将膨胀的工作流体提供给所述第二热交换器，其中带有通过所述第一热交换器部分地冷却所述工作流体而没有进一步通过所述热能储存系统膨胀所述工作流体。

6.根据权利要求1所述的电力设备，其中，所述阀门系统进一步被配置为将膨胀的工作流体提供给所述第二热交换器，其中没有通过所述第一热交换器冷却所述工作流体，并且没有进一步通过所述热能储存系统膨胀所述工作流体。

7.根据权利要求1所述的电力设备，其进一步包括与所述涡轮系统旋转连接的发电机。

8.根据权利要求1所述的电力设备，其中，所述压缩机系统与所述涡轮系统旋转连接。

9.根据权利要求1所述的电力设备，其中，所述压缩机系统没有与所述涡轮系统旋转连接。

10.根据权利要求1所述的电力设备，其中，所述工作流体包括二氧化碳。

11.根据权利要求1所述的电力设备，其中，所述热能储存介质包括水。

12.一种电力设备，其包括：

压缩机系统，所述压缩机系统被配置成压缩工作流体；

换热器，所述换热器被配置成加热被压缩的所述工作流体；

热源，所述热源被配置为进一步加热来自于所述换热器的被加热的被压缩的所述工作流体；

涡轮系统，连接所述涡轮系统以接收来自于所述热源的进一步被加热的被压缩的工作流体，所述涡轮系统被配置为将工作流体的焓下降转化为机械能，所述换热器进一步被配置为冷却来自于所述涡轮系统的膨胀的工作流体；

第一热交换器，所述第一热交换器被配置为冷却膨胀的工作流体，并且被连接以将由所述第一热交换器冷却的膨胀的工作流体提供给所述压缩机系统；

热能储存系统，所述热能储存系统包括被配置为选择性地进一步膨胀所述工作流体的膨胀装置和第二热交换器，所述第二热交换器被配置为在所述工作流体和热能储存介质之间传递热能，并且被连接以将所述工作流体提供给所述压缩机系统；以及

阀门系统，其可操作地选择性地将由所述第一热交换器冷却的膨胀的工作流体提供给所述热能储存系统，并且可操作地选择性地将膨胀的工作流体提供给所述热能储存系统而没有被所述第一热交换器冷却。