[发明专利]一种核电站储能设备及储能方法

说明书

本发明涉及一种核电站储能设备及储能方法，属于核电站领域，将核电站用于调峰的电能转换为热能，供给碳与二氧化碳的吸热反应，生成一氧化碳，实现核电电能向一氧化碳化学能的转换，基于核炭耦合技术实现核电调峰的电能与碳化学储能系统之间的耦合，利用碳化学储能方式对核电电量进行转化储存，降低了储能成本。并且还利用一氧化碳发电系统通过燃烧或其他方式将化学能转换为电能，再次返回给电网，实现了调峰电量的再输出。

技术领域

本发明涉及核电站领域，特别是涉及一种核电站储能设备及储能方法。

背景技术

电能可以转换为化学能、势能、动能、电磁能等形态存储，按照其具体方式可分为物理、电磁、电化学和相变储能四大类型。其中物理储能包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能；电磁储能包括超导、超级电容和高能密度电容储能；电化学储能包括铅酸、镍氢、镍镉、锂离子、钠硫和液流等电池储能；相变储能包括冰蓄冷储能等。

各种储能技术在能量和功率密度等方面有着明显区别，但在装置稳定性、储能容量与时长、存储成本、储能与释能效率、储能材料资源可持性等方面不同程度地存在难以克服的瓶颈性制约。针对核电装机容量大的发电系统，目前最成熟的储能技术为抽水蓄能，但其对选址要求苛刻，布置不灵活，响应不迅速。以锂电池为主的电化学储能经济性有待提高，短期内大规模应用仍存在技术和经济因素的制约。现有的核电电解制氢储能存在以下缺点：氢气在储存运输时因氢气易燃易爆，危险性高；电解制氢耗电量大，电极寿命短；制氢、用氢成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种核电站储能设备及储能方法，以利用碳化学储能方式对核电电量进行转化储存，降低储能成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种核电站储能设备，所述核电站储能设备包括：控制调度中心、核炭耦合装置和碳化学储能系统；

控制调度中心的输入端分别与核电站的电能监测端和电网的负荷监测端连接，控制调度中心的输出端与核电站的控制端连接，核电站的电能输出端分别与电网的电能输入端和核炭耦合装置的电能输入端连接；

所述控制调度中心用于根据核电站的发电量和电网的用电需求量，确定核电站需要输送到电网的电量值和核电站需要存储的电量值，并根据核电站需要输送到电网的电量值控制核电站向电网输送电能，同时根据核电站需要存储的电量值控制核电站向核炭耦合装置输送电能；

核炭耦合装置的能源输出端与碳化学储能系统的能源输入端连接；所述核炭耦合装置用于将核电站输送的电能转化为热能后提供给碳化学储能系统，并为碳化学储能系统供给碳源；

所述碳化学储能系统用于利用所述热能进行所述碳源和二氧化碳的吸热反应，生成一氧化碳进行存储。

可选的，所述核电站储能设备还包括：一氧化碳发电系统；

一氧化碳发电系统分别与碳化学储能系统和电网连接；所述一氧化碳发电系统用于以碳化学储能系统存储的一氧化碳为发电原料进行发电，并将产生的电能传输至电网，同时将以一氧化碳为发电原料进行发电所产生的二氧化碳传输至碳化学储能系统。

可选的，所述碳化学储能系统包括：气化炉、一氧化碳换热装置、一氧化碳压缩装置和一氧化碳储气罐；

气化炉的下部开设有碳补给入口和二氧化碳气口，气化炉的上部开设有一氧化碳气口；

核炭耦合装置通过碳补给入口为气化炉提供碳源；气化炉产生的一氧化碳通过一氧化碳气口输送至一氧化碳换热装置；一氧化碳换热装置、一氧化碳压缩装置、一氧化碳储气罐和一氧化碳发电系统的进气口依次连接。

可选的，所述碳化学储能系统还包括：二氧化碳压缩装置和二氧化碳储气罐；

一氧化碳发电系统的出气口依次通过二氧化碳压缩装置和二氧化碳储气罐与气化炉的二氧化碳气口连接。