[實(shí)用新型]一種新型流程的超臨界空氣儲能系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220723988.0
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN202970911U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許劍;陳海生;盛勇;劉金超;譚春青
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院工程熱物理研究所
• 主分類號: F02C6/16
• 分類號: F02C6/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種新型流程的超臨界空氣儲能系統(tǒng)，包括動力驅(qū)動單元（32）、壓縮機(jī)組（C1、C2）、低溫儲罐（15）、低溫泵（19）、渦輪機(jī)組（T1、T2）、動力輸出單元（29），其特征在于：?

所述系統(tǒng)還包括蓄熱/換熱器組（2、5），所述蓄熱/換熱器組（2、5）與壓縮機(jī)組（C1、C2）和渦輪機(jī)組（T1、T2）相配套，至少包括兩個(gè)蓄熱/換熱器，分別處于不同的工作壓力下，系統(tǒng)儲能時(shí)儲存取自壓縮機(jī)組（C1、C2）間冷的熱量和末級排氣熱量，系統(tǒng)釋能時(shí)用以加熱渦輪機(jī)組（T1、T2）的工作氣體；?

所述系統(tǒng)還包括蓄冷/換熱器組（8、10），所述蓄冷/換熱器組（8、10）與膨脹機(jī)組（E1、E2）和渦輪機(jī)組（T1、T2）相配套，至少包括兩個(gè)蓄冷/換熱器，分別處于不同的工作壓力下，儲存系統(tǒng)儲能和釋能過程的冷量；?

所述系統(tǒng)還包括膨脹機(jī)組（E1、E2），系統(tǒng)儲能時(shí)所述壓縮機(jī)組（C1、C2）將空氣壓縮至超臨界狀態(tài)后，通過所述膨脹機(jī)組（E1、E2）或所述膨脹機(jī)組（E1、E2）與節(jié)流閥（13）的組合將超臨界空氣降溫降壓至液態(tài)，液態(tài)空氣儲存至所述低溫儲罐（15）中；所述膨脹機(jī)組（E1、E2）與壓縮機(jī)組（C1、C2）中的至少一臺壓縮機(jī)同軸連接，或通過變速箱（33）連接提供動力，或?yàn)槠渌O(shè)備供電或提供動力；?

所述系統(tǒng)分為儲能子系統(tǒng)和釋能子系統(tǒng)：所述儲能子系統(tǒng)中，所述驅(qū)動單元（32）、壓縮機(jī)組（C1、C2）、蓄熱/換熱器組（2、5）、膨脹機(jī)組（E1、E2）、蓄冷/換熱器組（8、10）、節(jié)流閥（13）、低溫儲罐（15）經(jīng)一管線?組（1、3、4、6、7、9、11、12、14）依次順序聯(lián)通；所述釋能子系統(tǒng)中，所述低溫儲罐（15）、調(diào)節(jié)閥（17）、低溫泵（19）、蓄冷/換熱器組（8、10）、蓄熱/換熱器組（2、5）、渦輪機(jī)組（T1、T2）、發(fā)電機(jī)（29）經(jīng)另一管線組（16、18、20、21、22、23、24、25、27、28）依次順序聯(lián)通；?

所述壓縮機(jī)組（C1、C2）包括至少兩臺壓縮機(jī)，相互串聯(lián)或集成為整體多級壓縮機(jī)組，其中第一級壓縮機(jī)（C1）的進(jìn)氣口接空氣源（A），上一級壓縮機(jī)出口經(jīng)管線穿過對應(yīng)壓力的蓄熱/換熱器（2）后與下一級壓縮機(jī)的進(jìn)氣口相連，最后一級壓縮機(jī)的出氣口經(jīng)管線（4）穿過所述蓄熱/換熱器組的高壓蓄熱/換熱器（5），先后進(jìn)入膨脹機(jī)組（E1、E2）和蓄冷/換熱器組（8、10）后經(jīng)過管線（12、14）進(jìn)入低溫儲罐（15）；?

所述渦輪機(jī)組（T1、T2）包括至少一臺渦輪機(jī)，相互串聯(lián)或集成為整體多級渦輪機(jī)組，所述低溫儲罐（15）中的液態(tài)空氣經(jīng)管線依次通過調(diào)節(jié)閥（17）、低溫泵（19）、蓄冷/換熱器組（10、8）、蓄熱/換熱器組（5、2）轉(zhuǎn)變?yōu)槌R界狀態(tài)的空氣后通入渦輪機(jī)組，各級渦輪機(jī)中，上一級渦輪機(jī)的出氣口經(jīng)管線穿過所述蓄熱/換熱器組中的一個(gè)吸熱后與下一級渦輪機(jī)的進(jìn)氣口相聯(lián)通，最后一級渦輪機(jī)（T1）的出氣口通大氣。?

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界空氣儲能系統(tǒng)，其特征在于：所述膨脹機(jī)組（E1、E2）包括至少一臺膨脹機(jī)；所述膨脹機(jī)組（E1、E2）可通過變速箱（33）直接驅(qū)動所述壓縮機(jī)組（C1、C2）中的某一級；所述驅(qū)動單元（32）與壓縮機(jī)組（C1、C2）的傳動軸固接；所述動力輸出單元（29）與渦輪機(jī)組（T1、T2）的傳動軸固接。?

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超臨界空氣儲能系統(tǒng)，其特征在于：?所述低溫儲罐（15）為杜瓦儲罐或低溫儲槽，儲存的介質(zhì)是液態(tài)空氣。?

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界空氣儲能系統(tǒng)，其特征在于：所述蓄熱/換熱器組（2、5）為絕熱保溫容器，蓄熱介質(zhì)儲存在容器中，超臨界空氣在其中與蓄熱介質(zhì)直接接觸換熱或非直接接觸換熱，蓄熱方式為顯熱、潛熱蓄熱中的一種或組合；儲能時(shí)，蓄熱/換熱器組（2、5）回收并儲存壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮熱，釋能時(shí)，加熱進(jìn)各級渦輪機(jī)前的壓縮空氣。?

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界空氣儲能系統(tǒng)，其特征在于：所述蓄冷/換熱器組（8、10）為絕熱保溫容器，蓄冷介質(zhì)存儲在容器中，超臨界空氣或液態(tài)空氣在其中與蓄冷介質(zhì)直接接觸換熱或非直接接觸換熱，其蓄冷形式是顯熱蓄冷或固液相變蓄冷中的一種或組合；儲能時(shí)，蓄冷/換熱器(8、10)將超臨界空氣冷卻至81K-150K，釋能時(shí)，回收并儲存液態(tài)空氣升溫過程中釋放的冷量。?