[发明专利]用于具有能量储存的电力峰值的系统和方法

说明书

本发明公开了示例性的实施方式，包括用于具有能量储存的电力峰值的系统和方法。在示例性、非限制性实施方式中，电力设备包括热力循环管道，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。电力设备组件插入在热力管道线路中。所述电力设备组件包括压缩机系统、换热器系统、热源、涡轮系统、排热系统和热能量传递系统。阀门系统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排热系统、热能储存系统、压缩机系统连接，以实现热力循环，所述热力循环选自布雷顿循环、布雷顿循环/制冷循环组合、和兰金循环。

本申请的优先权申请的所有主题内容通过引用的方式并入本申请中，并入的程度是这些主题与本申请不相矛盾。

技术领域

本申请公开内容一般涉及热力循环，尤其是涉及使用能量储存提供电力峰值的热力循环。

背景技术

一些已知的热能储存系统可以以冰和/或热的形式储存热能，而且在以后的某一时间，可以使用储存的热能来产生电力。热能储存系统的一些已知类型可能导致效率低下，因为它们使用电来产生冰。因此，其中固有的低效率可能发生两次。并且，热能储存系统的一些已知类型可以使用一种仪器购买电来装载(charge)热和冷的温度热源(比如通过热泵)，然后等到某个时间阶段在使用另一系统前释放(discharge)热能储存罐来产生电力。此外，在热能储存系统的一些已知的类型中，工作流体在热能储存系统的组件中在不同的操作模式下可以以一个以上的方向和/或以一个以上的质量流动速率流动。

发明内容

本发明公开的示例性的实施方式包括用于具有能量储存的功能峰值的系统和方法。

在示例性的非限制性的实施方式中，电力设备包括热力管道线路，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。电力设备组件插入在热力管道线路中。所述电力设备组件包括压缩机系统、换热器系统、热源、涡轮系统、排热系统和热能传递系统。阀门系统可操作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排热系统、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、布雷顿循环/制冷循环组合、和兰金循环。

在另一示例性的非限制性的实施方式中，电力设备包括压缩机系统，所述压缩机系统被配置成压缩工作流体。换热器系统被配置成加热被压缩的工作流体。热源被配置为进一步加热来自于换热器系统的被加热的被压缩的工作流体。涡轮系统被连接来接收来自于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，换热器系统进一步被配置为冷却来自于涡轮系统的膨胀的工作流体。排热系统被配置为选择性地冷却膨胀的工作流体，并且提供通过排热系统冷却的膨胀的工作流体，以及所述排热系统进一步被配置为选择性地提供没有被排热系统冷却的膨胀的工作流体。热能储存系统被配置为选择性地进一步膨胀工作流体，以及选择性地在工作流体和热能储存介质之间传递热能，并且将所述工作流体提供给所述压缩机系统。

在另一示例性的非限制性的实施方式中，一种方法，其包括：使用插入在热力管道线路中的电力设备组件实现第一热力循环，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，所述电力设备组件包括压缩机系统、换热器系统、热源、涡轮系统、排热系统和热能量传递系统，所述第一热力循环包括选自布雷顿循环、布雷顿循环/制冷循环组合、兰金循环的热力循环。操作阀门系统以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排热系统、热能储存系统、压缩机系统，以实现第二热力循环，所述第二热力循环不同于第一热力循环，第二热力循环选自布雷顿循环、布雷顿循环/制冷循环组合、兰金循环。