[發明專利]帶有燃燒器的絕熱壓縮空氣儲能系統

無效

• 申請號: 201080059617.0
• 申請日: 2010-09-16
• 公開（公告）號: CN102713204A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: S.W.弗羅伊恩德;M.芬肯拉特
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C6/14
• 分類號: F02C6/14;F02C6/16;F02C9/50
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

1.一種空氣壓縮和膨脹系統，包括：

驅動軸；

聯接至所述驅動軸的馬達-發電機；

壓縮機，其聯接至所述驅動軸并配置為用以將壓縮空氣經由第一管線輸出至腔；

渦輪，其聯接至所述驅動軸并配置為用以經由第二管線從所述腔接收空氣；

第一熱能儲存(TES)裝置，其使所述第一管線和所述第二管線熱聯接至其上；

熱聯接至所述第二管線的燃燒器，所述燃燒器配置為用以使可燃物質燃燒并產生經由所述第二管線至所述渦輪的排氣流；以及

控制器，其配置為用以：

控制所述空氣通過所述第二管線的流，以便在其行進通過所述第一TES時加熱所述空氣；

使所述可燃物質流至所述燃燒器；

操作所述燃燒器以使來自所述第二管線的空氣以及所述可燃物質燃燒以便產生到所述渦輪中的排氣流；以及

控制所述馬達-發電機以便從經由所述驅動軸自所述渦輪賦予到其上的能量產生電能。

2.根據權利要求1所述的空氣壓縮和膨脹系統，其特征在于，所述控制器還配置為用以判斷所述馬達-發電機和所述渦輪中的一個是否具有額外的容量，并且，如果是，則所述控制器配置為用以增加所述可燃物質到所述燃燒器的流率。

3.根據權利要求1所述的空氣壓縮和膨脹系統，其特征在于，所述控制器還配置為用以：

經由所述馬達-發電機從電網抽取功率；

使用所抽取的功率經由所述驅動軸為所述壓縮機提供動力，以便使所述壓縮機壓縮所述空氣；以及

使所述壓縮空氣經由所述第一管線從所述被提供動力的壓縮機行進至所述腔。

4.根據權利要求1所述的空氣壓縮和膨脹系統，其特征在于：

所述第一管線是至少從所述壓縮機的出口、通過所述第一TES、并行進到通向所述腔的入口的流體通路；并且

所述第二管線是至少從所述腔的出口通過所述第一TES、通過所述第一壓縮機、并行進到所述渦輪的入口的流體通路。

5.根據權利要求1所述的空氣壓縮和膨脹系統，其特征在于，所述可燃物質包括天然氣、甲烷、丙烷和生物燃料中的一種。

6.根據權利要求1所述的空氣壓縮和膨脹系統，其特征在于，所述系統包括流體地聯接至所述腔的多個壓縮機和渦輪組合。

7.根據權利要求6所述的空氣壓縮和膨脹系統，其特征在于，所述多個壓縮機和渦輪組合經由所述驅動軸彼此聯接，所述驅動軸是公共的驅動軸。

8.根據權利要求6所述的空氣壓縮和膨脹系統，其特征在于，所述多個壓縮機和渦輪組合彼此連續地流體聯接，并且，其中，所述多個壓縮機和渦輪組合中的每一個包括低壓級、中壓級以及高壓級中的相應一個。

9.根據權利要求8所述的空氣壓縮和膨脹系統，其特征在于，所述低壓級中的壓力比大于所述中壓級和所述高壓級中任何一個的壓力比。

10.根據權利要求8所述的空氣壓縮和膨脹系統，其特征在于，還包括：

第二TES裝置，其聯接在所述低壓級與所述中壓級之間；和

第三TES裝置，其聯接在所述中壓級與所述高壓級之間。

11.一種操作用于使氣體壓縮和膨脹的系統的方法，所述方法包括：

利用壓縮機壓縮工作流體；

從所述工作流體傳熱至熱能儲存(TES)單元；

將所述壓縮工作流體儲存在封殼中；

使所述壓縮工作流體從所述封殼行進至所述TES；

從所述TES傳熱至行進通過其中的壓縮工作流體；

使所述壓縮工作流體行進通過燃燒器并且使可燃流體與其一起燃燒以產生排氣產物流；以及

利用所述排氣產物流來推動渦輪。

12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，還包括提供公共的軸，并且將所述壓縮機和所述渦輪機械地聯接至所述公共的軸。

13.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法還包括從電網抽取功率，其中，壓縮所述工作流體的步驟包括將從所述電網抽取的電力供給至所述壓縮機以便壓縮所述工作流體。

14.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，所述可燃流體包括天然氣、甲烷、丙烷和生物燃料中的一種。