[發明專利]一種液態空氣儲能與燃煤發電聯合能源系統

在審

• 申請號: 201710074669.9
• 申請日: 2017-02-11
• 公開（公告）號: CN106907199A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 祝長宇
• 申請（專利權）人: 祝長宇
• 主分類號: F01K7/02
• 分類號: F01K7/02;F01K27/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及深冷液化空氣的儲能技術領域，具體涉及一種液態空氣儲能與燃煤發電聯合能源系統。

背景技術

一次能源的大量消耗不僅造成了諸如霧霾等環境污染，同時產生大量溫室氣體CO2。面對環境污染以及溫室效應等全球性環境問題，各國在制定能源發展路線時，均將可再生能源作為發展重點。同時由于現在超臨界和超超臨界機組的常規燃煤電廠技術發展十分成熟，單純從機組上考慮，其節煤潛力已經很小，將液化空氣儲能發電系統與成熟的常規燃煤發電技術整合，進行多能源互補發電，既可降低液化空氣儲能發電的技術和經濟風險，有效解決液化空氣儲能發電的不穩定等技術瓶頸問題，實現高效、低成本地利用液化空氣儲能發電，又可以進一步降低電廠煤耗，節約化石能源。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有燃煤發電技術存在的效率低且環境污染，液化空氣儲能發電效率低問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種液態空氣儲能與燃煤發電聯合能源系統，包括空氣壓縮裝置，將氣態空氣進行逐級等溫壓縮，壓縮成常溫高壓氣態空氣；

空氣凈化裝置，對壓縮成常溫高壓氣態空氣進行凈化，去除氣態空氣中的二氧化碳和水；

空氣液化裝置，將所述常溫高壓的氣態空氣經絕熱膨脹液化為常壓低溫液態空氣；

熱能回收裝置，對空氣壓縮過程中產生的熱能進行收集，并在液態空氣中氧氣和氮氣分離過程中將收集的熱量輸入到空氣分離裝置中；

液態空氣儲罐，儲存所述常壓低溫的液態空氣；

空氣分離裝置，將常壓低溫液態空氣進行分離，并接收所述熱能回收裝置提供的熱能，以使液態空氣分離出氧氣和氮氣；

氧氣儲罐儲存空氣分離后分離出的氧氣；

氮氣儲罐儲存空氣分離后分離出的氮氣；

加壓裝置對氧氣加壓，并接收所述余熱回收裝置二提供的熱能，以使氧氣加壓；

冷能回收裝置，對所述空氣分離裝置中氧氣和氮氣氣化分離過程中產生的冷能進行收集，并能夠將收集的冷能輸出至多組空氣壓縮裝置；

膨脹機組一，受所述加壓后氧氣驅動膨脹做功；

發電機組一，所述發電機組一的輸入軸與所述膨脹機組一的輸出軸相連接；

多級燃燒室，膨脹做功之后的氧氣進入第一級燃燒室與第一級燃燒室放入的煤進行充分燃燒，沒有燃燒的氧氣和燃燒后的廢氣一起進入下級燃燒室與該級燃燒室內的煤再次進行燃燒，一直到氧氣燃燒盡；同時空氣分離裝置分離出來的氮氣接收余熱回收裝置一中提供的熱量，吸熱之后的氮氣直接進入燃燒室的鍋爐，一級一級的吸收純氧與煤燃燒形成高溫高壓氮氣；

膨脹機組二，受所述加熱之后的氮氣驅動膨脹做功；

發電機組二，所述發電機組二的輸入軸與所述膨脹機組二的輸出軸相連接；

余熱回收裝置一，對膨脹做功之后的氮氣余熱的熱能進行收集，并在氮氣進入鍋爐之前將收集的熱量輸入給低溫氮氣；

余熱回收裝置二，對煤在燃燒室中與氧氣充分燃燒的廢氣的余熱進行收集，并將熱能在加壓裝置中提供給氧；

以上所述空氣壓縮裝置為多級，能夠實現空氣的等溫壓縮。

以上所述膨脹機組一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。

以上所述膨脹機組二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。

以上多級燃燒室至少為兩級燃燒室。

以上所述熱能回收裝置為至少一個儲熱罐。

以上所述余熱回收裝置一和余熱回收裝置二均為至少一個儲熱罐。

以上所述余熱回收裝置一和余熱回收裝置二是板式換熱器。

以上所述在燃燒室中煤與氧氣充分燃燒的廢氣經過廢氣處理裝置凈化處理后放入空氣。