[發明專利]用于減少壓縮空氣能量存儲系統中的水分的系統和方法

有效

• 申請號: 201080049714.1
• 申請日: 2010-10-04
• 公開（公告）號: CN102667104A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: M·芬肯拉特;C·博特羅;S·W·弗羅伊恩德;C·S·K·貝羅尼;M·A·岡薩雷斯薩拉扎;S·M-N·霍夫曼
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C6/16
• 分類號: F02C6/16;F02C1/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強;譚祐祥

發明背景

本發明的實施例大體涉及壓縮空氣能量存儲(CAES)系統，并且更具體而言，涉及移除CAES系統中的水分。

CAES系統典型地包括具有多個壓縮機的壓縮系，該多個壓縮機壓縮吸入空氣，并且將壓縮空氣提供給洞或其它壓縮空氣存儲容積。然后壓縮空氣在以后被用來驅動渦輪，以產生諸如電能的能量。通常，如果使用公用能量來對壓縮系提供動力，則壓縮系在公用發電廠的非高峰時間期間運行，而CAES系統的能量生產級或能量發生級典型地在高的能量需求時間期間運行。但是，不必在每種情形中都是這種情況。例如，從風力機中產生的能量可用來對壓縮系提供動力，而壓縮空氣被輸送到能量存儲洞等。無論如何，CAES系統能量消耗量對CAES系統能量生產量的關系的經濟性典型地是確定壓縮級和生產級何時運行的驅動因素。

在CAES系統的壓縮級的運行期間，在存儲之前，壓縮空氣典型地在壓縮相內被冷卻到接近洞或壓縮空氣存儲容積的溫度。另外，在冷卻期間，水分常常冷凝出壓縮空氣流。但是，在冷卻之后，壓縮空氣流中往往還有水分剩下，這與上面提到的冷凝可損害CAES系統的構件。

因此，具有一種從CAES系統中移除水分的方法、設備和系統將是有益的。

發明簡述

本發明的實施例涉及一種用于移除CAES系統中的水分的方法、系統和設備。

根據本發明的一方面，一種壓縮空氣能量存儲(CAES)系統包括：構造成吸入一定量的環境空氣以存儲在壓縮空氣存儲容積中的環境空氣進口；聯接到環境空氣進口上的壓縮系統；自環境空氣進口前進到壓縮系統的第一路徑；自壓縮系統前進到壓縮空氣存儲容積的第二路徑；以及除濕系統。壓縮系統構造成將那個量的環境空氣壓縮成一定量的壓縮空氣，并且包括通過其中的、構造成傳輸那個量的壓縮空氣通過壓縮系統的壓縮路徑。第一路徑構造成將那個量的環境空氣傳輸到壓縮系統，而第二路徑構造成將那個量的壓縮空氣傳輸到壓縮空氣存儲容積。除濕系統可聯接到第一路徑、壓縮路徑和第二路徑中的至少一個上，并且包括構造成從那個量的環境空氣和那個量的壓縮空氣中的一個中移除一定量的水分的除濕構件。

根據本發明的另一方面，一種CAES系統包括壓縮系，該壓縮系具有構造成將一定量的環境空氣壓縮成第一量的壓縮空氣的第一壓縮機和構造成將第一量的壓縮空氣壓縮成第二量的壓縮空氣的第二壓縮機。CAES系統還包括壓縮空氣存儲容積、聯接到壓縮系和壓縮空氣存儲容積上的第一壓縮空氣傳輸路徑、功率發生系統、聯接到功率發生系統和壓縮空氣存儲容積上的壓縮空氣出口路徑，以及除濕構件。壓縮空氣存儲容積構造成存儲第二量的壓縮空氣。第一壓縮空氣傳輸路徑構造成將第二量的壓縮空氣傳輸到壓縮空氣存儲容積。功率發生系統構造成用第三量的壓縮空氣發電。壓縮空氣出口路徑構造成將第三量的壓縮空氣從壓縮空氣存儲容積傳輸到功率發生系統。除濕構件構造成在那個量的壓縮空氣存儲在能量存儲容積中之前，從環境空氣和壓縮空氣中的一個中移除一定量的水分。

根據本發明的又一方面，一種從CAES系統中移除水分的方法包括：傳輸一定量的空氣通過壓縮系統，該壓縮系統具有構造成將那個量的空氣吸入到壓縮系統中的空氣進口，構造成在吸入之后壓縮那個量的空氣的至少兩個壓縮機，以及構造成為被壓縮的那個量的空氣提供離開壓縮系統的路徑的壓縮空氣出口。該方法還包括將從壓縮空氣出口離開的那個量的空氣傳遞到壓縮空氣存儲容積，以及傳送那個量的空氣通過除濕系統，以在那個量的空氣存儲在壓縮空氣存儲容積中之前，從那個量的空氣中移除水分。壓縮空氣存儲容積構造成存儲那個量的空氣供以后產生能量。

根據以下詳細描述和附圖，將使各種其它特征和優點顯而易見。

附圖簡述

附圖示出了為了執行本發明而在目前構想到的一個或多個實施例。

在圖中：

圖1是根據本發明的一個實施例的、具有脫水系統的示例性CAES系統的框圖

圖2是根據本發明的另一個實施例的、具有脫水系統的示例性CAES系統的框圖。

圖3是根據本發明的另一個實施例的、具有脫水系統的示例性絕熱CAES系統的框圖。

圖4是根據本發明的一個實施例的示例性脫水系統的框圖。

圖5是根據本發明的另一個實施例的示例性脫水系統的框圖。

詳細描述

本發明的實施例涉及絕熱的和透熱的CAES系統。