[實用新型]一種利用低溫氣態蓄冷工質的深冷液化空氣儲能系統

有效

• 申請號: 201620573497.0
• 申請日: 2016-06-14
• 公開（公告）號: CN206280114U
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 宋鵬翔;王樂;宋潔;趙波;徐桂芝;鄧占鋒;楊岑玉;金翼;胡曉;李志遠;梁立曉
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院;國家電網公司
• 主分類號: F01K27/02
• 分類號: F01K27/02;F25J5/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司11250
• 代理人: 張建綱

技術領域

本發明涉及深冷液化空氣的儲能技術領域，具體涉及一種利用低溫氣態蓄冷工質的深冷液化空氣儲能系統。

背景技術

深冷液化空氣儲能技術是指在電網負荷低谷期將電能用于壓縮空氣，將空氣高壓密封在報廢礦井、沉降的海底儲氣罐、山洞、過期油氣井或新建儲氣井中，在電網負荷高峰期釋放壓縮空氣推動汽輪機發電的儲能方式，液態空氣儲能系統具有儲能容量較大、儲能周期長、占地小不依賴于地理條件等優點。儲能時，電能將空氣壓縮、冷卻并液化，同時存儲該過程中釋放的熱能，用于釋能時加熱空氣；釋能時，液態空氣被加壓、氣化，推動膨脹發電機組發電，同時存儲該過程的冷能，用于儲能時冷卻空氣。

但現有的深冷液化空氣儲能系統還存在以下缺陷：現有的深冷液化空氣儲能系統中，往往直接將冷能輸入到儲冷裝置中，導致所儲存的冷能損失很大，因此深冷液化空氣儲能系統中，所儲存的冷能品質不高，冷能浪費嚴重。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中深冷液化空氣的儲能系統中存在的所儲存的冷能品質不高、且冷能浪費嚴重的技術缺陷。

為解決上述技術問題，本發明提供一種利用低溫氣態蓄冷工質的深冷液化空氣儲能系統，包括：

能量輸入裝置，用于為儲能系統中輸入能量；

第一空氣壓縮裝置，受所述能量輸入裝置驅動將氣態空氣進行一級壓縮；

空氣凈化裝置，對一級壓縮的所述氣態空氣進行凈化；

第二空氣壓縮裝置，受所述能量輸入裝置驅動對經過一級壓縮的所述氣態空氣進行二級壓縮成液態空氣，并收集至液態空氣儲罐中；

熱能回收裝置，對一級壓縮和二級壓縮過程中產生的熱能進行收集，并在氣化過程中將收集的熱量輸入到氣化裝置中；

氣化裝置，對液態空氣加壓，并接收所述熱能回收裝置提供的熱能，以使液態空氣氣化；

冷能回收裝置，對所述氣化裝置中液態空氣氣化過程中產生的冷能進行收集，并能夠將收集的冷能輸出至第一空氣壓縮裝置中；

膨脹機組，受所述液態空氣氣化驅動膨脹做功；

發電機組，所述發電機組的輸入軸與所述膨脹機組的輸出軸相連接；

所述冷能回收裝置包括冷能存儲裝置、與所述冷能存儲裝置相連接的換熱器；

所述換熱器與常溫工質存儲裝置和低溫工質存儲裝置分別連通；釋能過程中，所述冷能存儲裝置中的冷能通過換熱器將冷能交換給所述低溫工質存儲裝置中，常溫儲冷工質由所述常溫工質存儲裝置進入所述低溫工質存儲裝置中變為低溫儲冷工質；儲能過程中，低溫儲冷工質由低溫工質存儲裝置經過所述換熱器與所述冷能存儲裝置發生熱交換，使所述冷能存儲裝置接收冷能，低溫儲冷工質變為常溫儲冷工質并進入到所述常溫工質存儲裝置中。

上述的利用低溫氣態蓄冷工質的深冷液化空氣儲能系統中，所述儲冷工質為惰性氣體。

上述的利用低溫氣態蓄冷工質的深冷液化空氣儲能系統中，所述儲冷工質為氦氣。

上述的利用低溫氣態蓄冷工質的深冷液化空氣儲能系統中，所述能量輸入裝置為電動機，其將電能轉化為機械能并帶動所述第一空氣壓縮裝置和第二空氣壓縮裝置和液化裝置做功。

上述的利用低溫氣態蓄冷工質的深冷液化空氣儲能系統中，所述第一空氣壓縮裝置為低壓壓縮機；

所述第二空氣壓縮裝置和液化裝置為高壓壓縮機。

上述的利用低溫氣態蓄冷工質的深冷液化空氣儲能系統中，所述膨脹機組至少為兩級膨脹機組，其中每個膨脹機之間的壓力值相同或不同。

上述的利用低溫氣態蓄冷工質的深冷液化空氣儲能系統中，所述熱能回收裝置和所述氣化裝置之間通過換熱器相連；

所述冷能回收裝置和所述第二空氣壓縮裝置和液化裝置之間通過所述換熱器相連。

本發明技術方案，具有如下優點：

1、本發明提供的利用低溫氣態蓄冷工質的深冷液化空氣儲能系統中，通過所述冷能存儲裝置的設置，使得冷能可以通過換熱器暫存在低溫工質存儲裝置中的儲冷工質中，并且配合惰性氣體特別是氦氣，化學性質穩定，凝固點低、沸點高的特性，使得損失減小，進而保證了冷能存儲裝置中的冷能品質，降低了冷能浪費。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。