[发明专利]发电系统

说明书

本发明公开一种发电系统，包括共用的热侧热存储、共用的冷侧热存储、多个电力子单元和电力总线。电力子单元中的每个可以连接到共用的热侧热存储和/或共用的冷侧热存储，或者与共用的热侧热存储和/或共用的冷侧热存储隔离。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年12月31日提交的美国专利申请号15/396461的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

背景技术

在热力发动机或热泵中，热交换器可以被采用来在热存储材料与用于涡轮机械使用的工作流体之间转移热。热力发动机可以是可逆的，例如，它也可以是热泵，并且工作流体和热交换器可以被用于转移热或冷到热存储介质。

发明内容

闭式热动力循环发电或能量存储系统，诸如可逆的布雷敦循环系统，可以包括至少工作流体，所述工作流体循环通过闭式循环流体路径，所述循环流体路径包括至少两个热交换器、涡轮机和压缩机。一些系统可以包括多个闭式循环系统(动力子单元)，每个被构造成连接到共享的热侧热存储和共享的冷侧热存储或者与共享的热侧存储和共享的冷侧热存储隔离。

示例发电系统可以包括热侧热存储，其包括第一热热存储(“HTS”)罐、第二HTS罐、HTS介质、被构成接收来自第一HTS罐的HTS介质的流的HTS供应流道和被构造成将HTS介质的流发送到第二HTS罐的HTS返回流道。示例发电系统可以进一步包括冷侧热存储，其包括第一冷热存储(“CTS”)罐、第二CTS罐、CTS介质、被构成接收来自第二CTS罐的CTS介质的流的CTS供应流道和被构造成将CTS介质的流发送到第一CTS罐的CTS返回流道。示例发电系统可以进一步包括多个电力子单元，每个电力子单元包括：发电机，其被构造成生成电力；压缩机；热侧热交换器；涡轮机；冷侧热交换器；工作流体，其在闭式循环路径中循环，其中闭式循环路径包括，依次地，所述压缩机、所述热侧热交换器、所述涡轮机和所述冷侧热交换器；和阀装置，其可被构造成处在连接状态或隔离状态，其中在所述连接状态中，所述阀装置被构造成将所述热侧热交换器连接到所述HTS供应流道和所述THS返回流道并且将所述冷侧热交换器连接到所述CTS供应流道和所述CTS返回流道，其中在所述隔离状态中，所述阀装置被构造成使所述热侧热交换器与所述HTS供应流道和所述HTS返回流道隔离并且使所述冷侧热交换器与所述CTS供应流道和所述CTS返回流道隔离。示例发电系统可以进一步包括电力总线，其被电连接到所述多个电力子单元中的每个电力子单元的每个发电机，其中电力总线被构造成将由每个发电机生成的电力携带到电力节点。

附图说明

图1示意性图示泵送热电存储系统的操作。

图2是在加载(charge)/热泵模式中的泵送热系统的工作流体和热存储介质的流动图。

图3是在卸载(discharge)/热力发动机模式中的泵送热系统的工作流体和热存储介质的流动图。

图4是在工作流体经历图2中的加载循环时工作流体的示意性压力和温度图。

图5是在工作流体经历图3中的卸载循环时工作流体的示意性压力和温度图。

图6是图2-3中的泵送热系统中的闭式工作流体系统的示意透视图。

图7是图2-3中的泵送热系统的示意透视图，该热泵送系统具有热侧和冷侧存储罐和闭式循环工作流体系统。

图8示出用于具有ηc＝0.9和ηt＝0.95的水/熔融盐系统的热存储加载循环。虚线对应于ηc＝ηt＝1。

图9示出用于具有ηc＝0.9和ηt＝0.95的图8中的水/熔融盐系统的热存储卸载(取出)循环。虚线对应于ηc＝ηt＝1。

图10示出在加载和卸载循环之间具有可变的压缩比的泵送热系统中的热存储循环。