[发明专利]一种耦合超临界CO2

权利要求书

1.一种耦合超临界CO₂循环的铝-空气燃烧储能系统，其特征在于，包括释能子系统和储能子系统；

所述储能子系统包括氧化铝电解装置(19)，氧化铝电解装置(19)用于对熔融的氧化铝进行电解，将可再生能源电力通过电化学反应转化成铝燃料的化学能进行储存；

所述释能子系统包括铝粉空气旋风燃烧器(2)，铝粉空气旋风燃烧器(2)用于接收氧化铝电解装置(19)产生的固体铝燃料，通过主炉膛(6)和超临界CO₂循环发电系统将铝燃料的化学能转化成电能，对外实现供电，并可协同供热；

所述铝粉旋风燃烧器(2)底部设置有燃烧产物收集罐(5)，燃烧产物收集罐(5)收集的固体产物氧化铝用于氧化铝电解装置(19)电解。

2.根据权利要求1所述的一种耦合超临界CO₂循环的铝-空气燃烧储能系统，其特征在于，所述铝粉旋风燃烧器(2)的内壁铺设有一层燃烧器耐火衬里(3)，在燃烧器耐火衬里(3)的底部布置有燃烧器冷却受热面(4)，所述燃烧器冷却受热面(4)的工质出口与一次气受热面(61)的进口相连接，一次气受热面(61)的工质出口与高压透平(12)的进口相连接，高压透平(12)的出口与再热气受热面(62)的工质进口相连接，在再热气受热面(62)中吸收高温烟气热量后进入低压透平(13)中膨胀做功，低压透平(13)的出口与高温回热器(14)的热侧进口相连接，高温回热器(14)的热侧出口与低温回热器(15)的热侧进口相连接，低温回热器(15)的热侧出口分为两路，其中一路经预冷器(17)与主压缩机(18)的入口相连通，主压缩机(18)的出口与低温回热器(15)的冷侧入口相连通，另一路与再压缩机(16)的入口相连通，再压缩机(16)的出口与低温回热器(15)的冷侧出口通过管道并管后分为两路，其中，一路与高温回热器(14)的冷侧入口相连通，另一路与分流省煤器(63)的工质入口相连通，高温回热器(14)的冷侧出口与分流省煤器(63)的工质出口经管道并管后与燃烧器冷却受热面(4)的工质入口相连通。

3.根据权利要求1所述的一种耦合超临界CO₂循环的铝-空气燃烧储能系统，其特征在于，所述铝粉旋风燃烧器(2)通过送风机(11)提供氧气，所述送风机(11)的进口与环境空气相连通，送风机(11)的出口与空气预热器(65)的进口相连接，空气预热器(65)的出口与铝粉旋风燃烧器(2)的燃料输送管路的进口相连接，在燃料输送管路上连接有铝燃料储罐(1)，经高温空气输送的铝粉空气混合物进入铝粉旋风燃烧器(2)中发生燃烧反应。

4.根据权利要求1所述的一种耦合超临界CO₂循环的铝-空气燃烧储能系统，其特征在于，所述铝粉旋风燃烧器(2)顶部的气体出口与主炉膛(6)的烟气进口相连接，高温烟气在主炉膛(6)中依次流经一次气受热面(61)、再热气受热面(62)、分流省煤器(63)、SCR脱硝装置(64)和空气预热器(65)后与除尘器(7)的烟气进口相连接，在除尘器(7)中烟气中的微细固体颗粒被分离后进入固体颗粒收集罐(8)中收集，除尘器(7)的烟气出口与引风机(9)的进口相连接，引风机(9)的出口与烟囱(10)的进口相连接。

5.根据权利要求1所述的一种耦合超临界CO₂循环的铝-空气燃烧储能系统，其特征在于，所述储能子系统包括氧化铝电解装置(19)和可再生能源电力供应(20)；所述氧化铝电解装置(19)的物料进口与氧化铝供应相连通，氧化铝电解装置(19)的电源与可再生能源电力供应(20)相连接，在氧化铝电解装置(19)中发生电化学反应，在氧化铝电解装置(19)的阴极上产生铝液，通过冷凝收集后得到固体铝燃料。