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申请/专利权人：合肥工业大学

摘要：本发明涉及一种跨临界朗肯循环与二氧化碳热泵耦合的卡诺电池系统，属于储能技术领域。包括跨临界二氧化碳循环回路、熔盐循环回路和跨临界水蒸气朗肯循环回路；实现三种工作模式，即额定模式、充电模式和发电模式。额定模式为跨临界二氧化碳循环回路、熔盐循环回路和跨临界水蒸气朗肯循环回路同时工作，实现充电与发电。充电模式时，跨临界水蒸气朗肯循环回路不工作，系统实现消纳过剩电力，并转化为热能储存。发电模式时，跨临界二氧化碳循环回路不工作，系统储存的热能再次被转化为电能。本发明系统的最大往返效率为66.27％，解决了常规卡诺电池系统往返效率低，蓄热温度低导致蓄热容量小以及热力循环与蓄热工质温度不匹配导致能量损失高等问题。

主权项：1.一种跨临界朗肯循环与二氧化碳热泵耦合的卡诺电池系统，其特征在于：包括跨临界二氧化碳循环回路、熔盐循环回路和跨临界水蒸气朗肯循环回路；所述跨临界二氧化碳循环回路由蒸发器1、第一预热器2、第二预热器3、压缩机4、第一换热器5、第二换热器6和二氧化碳透平7构成；所述蒸发器1的二氧化碳侧的出口串联着第一预热器2低温端侧、第二预热器3低温端侧和压缩机4入口，压缩机4出口串联着第一换热器5的二氧化碳侧和第二预热器3高温端侧，第二预热器3高温端的出口分成两路，一路串联着第一预热器2高温段侧，另一路串联着第二换热器6的二氧化碳侧，第二换热器6的二氧化碳侧的出口和第一预热器2高温段的出口并联连通着二氧化碳透平7的入口，二氧化碳透平7的出口连通着蒸发器1的二氧化碳侧的入口；所述熔盐循环回路由低温熔盐罐8、第一熔盐泵9、第一换热器5的熔盐侧、高温熔盐罐10、第二熔盐泵11、水预热器16的熔盐侧、蒸汽产生器17的熔盐侧、过热器18的熔盐侧、第一再热器20的熔盐侧和第二再热器21的熔盐侧构成；所述低温熔盐罐8的出口依次串联着第一熔盐泵9、第一换热器5的熔盐侧、高温熔盐罐10和第二熔盐泵11；第二熔盐泵11的出口分为两路，一路依次串联着第二再热器21的熔盐侧、蒸汽产生器17的熔盐侧和第一再热器20的熔盐侧，另一路依次串联着过热器18的熔盐侧，过热器18的熔盐侧的出口并联着蒸汽产生器17的熔盐侧的进口；蒸汽产生器17的熔盐侧的出口并联着水预热器16的熔盐侧的进口；水预热器16的熔盐侧的出口和第一再热器20的熔盐侧的出口并联连通着低温熔盐罐8的进口；所述跨临界水蒸气朗肯循环回路由依次串联的低温水罐12、第一水泵13、第二换热器6的水蒸气侧、高温水罐14、第二水泵15、水预热器16的水蒸气侧、蒸汽产生器17的水蒸气侧、过热器18的水蒸气侧、高压透平19、第一再热器20的水蒸气侧、第二再热器21的水蒸气侧、低压透平22、冷凝器23和第三水泵24构成；所述卡诺电池系统实现三种工作模式，即额定模式、充电模式和发电模式。

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