热力发电

2026, v.55;No.471(02) 13-22

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集成电加热的热泵储电系统热力性能分析
Thermodynamic performance analysis of an electric heater-integrated pumped thermal electricity storage system

闫宇,闫学文,邵明轩,戴天乐,辛团团,许诚

摘要(Abstract):

基于能量分析和??分析方法,综合考虑压缩、膨胀和换热过程的不可逆损失,比较了常规热泵储电(basic pumped thermal electricity storage,BC-PTES)系统和集成电加热器的热泵储电(electric heater-integrated pumped thermal electricity storage,EH-PTES)系统在设计工况下的性能指标以及不可逆损失分布特性,并探讨了关键参数对EH-PTES系统性能的影响。结果表明:设计工况下BC-PTES系统与EH-PTES系统均在放电过程透平中产生较大??损失,分别为456、455 kW;EH-PTES系统具有较高的往返效率(41.50%)与储能密度(54.1 kW·h/m~3),其中电加热器??效率为63%。存在最佳放电过程压缩机出口压力使放电过程??损失最小,系统往返效率最高。对于EH-PTES系统,在最佳放电压力下,系统往返效率随电加热器出口温度升高呈先降低后增加的趋势,随压缩机出口温度升高呈单调递增趋势。当压缩机出口温度为550℃、电加热器出口温度由600℃升至1 000℃时,EH-PTES系统往返效率由45.03%先降低至44.81%,随后增加至45.75%;电加热器出口温度为850℃、压缩机出口温度由400℃升至550℃时,系统往返效率由39.17%单调递增至45.14%;系统往返效率对电加热器出口温度的敏感性小于压缩机出口温度。集成电加热器大幅提高了PTES系统的储能密度,在电加热器出口温度为1 000℃时,EH-PTES系统储能密度高达113.9 kW·h/m~3。研究结果可为热泵储电系统的优化设计提供参考。

关键词(KeyWords): 热泵储电技术;集成电加热器;能量分析;??分析

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 中央高校青年教师科研创新能力支持项目(ZYGXONJSKYCXNLZCXM-E5)~~

作者(Author): 闫宇,闫学文,邵明轩,戴天乐,辛团团,许诚

DOI: 10.19666/j.rlfd.202505079

参考文献(References):

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