基于斯特林热化学储能的船舶模块化能源动力系统
本发明提供了一种基于斯特林热化学储能的船舶模块化能源动力系统，包括：外壳和斯特林循环动力系统，所述斯特林循环动力系统在所述外壳内；所述斯特林循环动力系统包括反应器、CO2储罐、压缩和控制装置、温跃层和斯特林机；所述CO2储罐、压缩和控制装置、温跃层、反应器和斯特林机依次连接，将清洁能源转换为热能，在需要发电时，将热能转换为电能驱动斯特林机发电。本发明可以作为模块化动力单元，通过多个模块的并联，储存在集装箱中，为各类大型船舶提供动力。使用CaO/CaCO3热化学储能体系与斯特林机的结合，将太阳能、海上风能或其他清洁能源作为热量供给，将其以化学能的形式储存起来，当需要时再将其转化为电能，实现船舶动力系统的负碳化。
发明专利
CN202410639269.8
2024-05-21
CN118442197A
2024-08-05
F02G1/043(2006.01)
上海交通大学%上海齐耀动力技术有限公司%天津大学
兰健;吕田;郭岍桢;韩东;蒋浩然;孙禹坤;顾根香;孙凯;杨欣;范琛琛
200240 上海市闵行区东川路800号;;
上海汉声知识产权代理有限公司
胡晶
上海;31
1.一种基于斯特林热化学储能的船舶模块化能源动力系统，其特征在于，包括：外壳(10)和斯特林循环动力系统，所述斯特林循环动力系统在所述外壳(10)内； 所述斯特林循环动力系统包括反应器(1)、CO2储罐(7)、压缩和控制装置(11)、温跃层(12)和斯特林机(9)；所述CO2储罐(7)、压缩和控制装置(11)、温跃层(12)、反应器(1)和斯特林机(9)依次连接，将清洁能源转化为化学能储存起来，当需要发电时，再将化学能转化为热能并驱动斯特林机发电。 2.根据权利要求1所述的基于斯特林热化学储能的船舶模块化能源动力系统，其特征在于，所述压缩和控制装置(11)包括压缩机(4)和减压阀(8)； 所述温跃层(12)包括第一热交换器(2)、第一冷却器(3)、第二热交换器(5)、第二冷却器(6)； 所述反应器(1)、第一热交换器(2)、第一冷却器(3)、压缩机(4)、第二热交换器(5)、第二冷却器(6)、CO2储罐(7)、减压阀(8)和斯特林机(9)通过管路连接。 3.根据权利要求1所述的基于斯特林热化学储能的船舶模块化能源动力系统，其特征在于，所述反应器(1)内储存固体反应物CaCO3/CaO； CO2储罐(7)用于存储CO2； 所述压缩和控制装置(11)用于控制CO2的压强； 所述温跃层(12)为CO2预热以及提供生活用热。 4.根据权利要求1所述的基于斯特林热化学储能的船舶模块化能源动力系统，其特征在于，所有连接管道允许CO2通过。 5.根据权利要求1所述的基于斯特林热化学储能的船舶模块化能源动力系统，其特征在于，所述清洁能源包括太阳能和水上风电； 所述清洁能源为反应器(1)中的CaO/CO2化学反应体系提供初始热量，以及作为分解CaCO3的热量来源。 6.根据权利要求1所述的基于斯特林热化学储能的船舶模块化能源动力系统，其特征在于，所述反应器(1)和CO2储罐(7)为可更换部件。 7.根据权利要求1所述的基于斯特林热化学储能的船舶模块化能源动力系统，其特征在于，所述斯特林循环动力系统涉及的化学反应只在反应器(1)中进行； 当船舶需要能量供给时，过量的CO2进入反应器(1)，并于CaO之间发生反应，释放热量，使反应器的温度升高至CaO/CO2化学反应体系对应的温度，高温反应器作为斯特林机的热源，带动斯特林机运行并发电； 当船舶不需要供能时，反应器中的CaCO3吸收清洁能源，使所述清洁能源自身分解为CaO和CO2，CaO保留在反应器中，而CO2则被引入CO2储罐。 8.根据权利要求1所述的基于斯特林热化学储能的船舶模块化能源动力系统，其特征在于，将过量的高温CO2依次通入到第一热交换器(2)和第二热交换器(5)中，对即将被通入反应器(1)中的CO2进行两次预热。 9.根据权利要求1所述的基于斯特林热化学储能的船舶模块化能源动力系统，其特征在于，所述温跃层(12)中能够导出作为冷却剂的水，供给船舶的生活热水。 10.根据权利要求1所述的基于斯特林热化学储能的船舶模块化能源动力系统，其特征在于，多个模块化能源动力系统能够并联储存在集装箱中，当船舶停靠在港口时，直接更换动力系统集装箱来为大型船舶换电。