[發明專利]一種基于高壓液體的冷熱電聯供的電能替代系統和方法

在審

• 申請號: 201710391041.1
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN108931074A
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 李志遠;趙波;徐桂芝;鄧占峰;王樂;宋潔;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: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00;F01D15/10;F01K3/18;F01K25/10
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種基于高壓液體的冷熱電聯供的電能替代系統，其特征在于：所述系統包括制備液態空氣的子系統、利用所述液態空氣的發電子系統、利用其中的熱能的制冷子系統和制熱子系統；

所述制備液態空氣的子系統包括空氣壓縮機、空氣循環壓縮機和液態空氣儲存器，所述空氣壓縮機和所述循環空氣壓縮機分別設有級間換熱器。

2.根據權利要求1所述的一種基于高壓液體的冷熱電聯供的電能替代系統，其特征在于，所述空氣壓縮機和所述空氣循環壓縮機間設有篩分壓縮空氣的分子篩，且于所述分子篩出口和所述空氣循環壓縮機入口相連的管路上設有與冷箱返回流管相連的支路。

3.根據權利要求1所述的一種基于高壓液體的冷熱電聯供的電能替代系統，其特征在于，所述空氣循環壓縮機與所述液態空氣儲存器間的管路上依次設有增壓端、所述空氣循環壓縮機、換熱器、所述冷箱、氣液分離罐和所述液態空氣儲存器。

4.根據權利要求1所述的一種基于高壓液體的冷熱電聯供的電能替代系統，其特征在于，所述增壓端將空氣壓縮至112bar，并于112bar下儲存在所述液態空氣儲存器中。

5.根據權利要求1所述的一種基于高壓液體的冷熱電聯供的電能替代系統，其特征在于，所述空氣壓縮機和所述空氣循環壓縮機的級數分別至少為四級，所述換熱器分別設于所述二三級間。

6.根據權利要求1所述的一種基于高壓液體的冷熱電聯供的電能替代系統，其特征在于，所述發電子系統包括將高壓液態空氣加熱并氣化的蒸發器、將所述氣化空氣加熱的膨脹機前換熱器、膨脹所述空氣的空氣膨脹機和發電機。

7.根據權利要求6所述的一種基于高壓液體的冷熱電聯供的電能替代系統，其特征在于，所述空氣膨脹機的級數至少為四級，各級間換熱器的數目至少為兩個。

8.根據權利要求1所述的一種基于高壓液體的冷熱電聯供的電能替代系統，其特征在于，所述利用其中熱能的制熱子系統所利用的熱能包括所述制備液態空氣的子系統中的換熱器中的換熱介質與被其降溫的空氣間的熱交換所獲得的能量。

9.根據權利要求1所述的一種基于高壓液體的冷熱電聯供的電能替代系統，其特征在于，所述利用其中的熱能的制冷子系統所利用的熱能包括所述制備液態空氣的子系統中的換熱器中的換熱介質與被其降溫的空氣間的熱交換所獲得的能量和膨脹機前換熱器中的換熱介質與被其加熱的的空氣間的熱交換所取得的能量。

10.根據權利要求1所述的一種基于高壓液體的冷熱電聯供的電能替代系統，其特征在于，所述制備液態空氣的子系統中的換熱器與所述膨脹機前換熱器間設有溴化鋰機組，所述溴化鋰機組利用所述制備液態空氣的子系統中的換熱器中的換熱介質的能量以向外界提供制冷的能量和制熱的能量。

11.一種基于高壓液體的冷熱電聯供的電能替代方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

(1)將過濾的空氣在制備液態空氣的子系統中壓縮、降溫、液化、分離和存儲；其中換熱器中的換熱介質被空氣加熱后經溴化鋰機組進入發電子系統中的膨脹機前換熱器；

(2)將所存儲的高壓液態空氣在蒸發器中加熱、氣化，然后將所述氣化空氣在膨脹機前換熱器中加熱、再將所述加熱后的空氣在膨脹機中膨脹，空氣膨脹過程中為發電機提供動力，其中的換熱器中的換熱介質被冷卻后返回到所述制備液態空氣的子系統中的換熱器中；

(3)所述步驟(1)中換熱器中的換熱介質為制熱子系統提供能量進行制熱；

(4)所述步驟(1)中換熱器中的換熱介質和所述步驟(2)中膨脹機前換熱器中的換熱介質為制冷子系統提供能量進行制冷。