[發明專利]液態空氣儲能系統能效提升裝置及方法

有效

• 申請號: 201710491411.9
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107702429B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 折曉會;丁玉龍;彭笑東;翁立奎;聶彬劍;陳久良;叢林;冷光輝;任愛;張小松;王力
• 申請（專利權）人: 丁玉龍
• 主分類號: F25J1/00
• 分類號: F25J1/00;F25J1/02;F25B1/10;F25B25/02;F25B41/04;F25B41/06;F25B49/02;F01K25/10
• 代理公司: 32300 南京源古知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 馬曉輝

本發明公開了液態空氣儲能系統能效提升裝置及方法，該裝置包括空氣液化循環回路和空氣發電循環回路。用電低谷時段，多余電力驅動空氣液化循環獲取液態空氣，同時分級存儲空氣壓縮熱；用電高峰時段，空氣發電循環工作：液態空氣經過加壓、分級存儲低溫冷量后，進入空氣透平機組膨脹發電，消耗部分空氣壓縮熱，而多余的空氣壓縮熱既可以驅動朗肯循環獲取額外電量，也可以驅動吸收式制冷循環獲取低溫冷量用于液化空氣。本發明能夠實現冷/熱能分級存儲、空氣壓縮熱高效利用和提高系統效率的目的。

技術領域

本發明涉及一種新型的液態空氣儲能系統，是一種冷/熱能分級存儲、空氣壓縮熱高效利用的裝置及方法，屬于液態空氣儲能、制冷和有機朗肯發電的技術領域。

背景技術

液態空氣儲能技術是一種利用液態空氣或氮氣作為儲能介質的深冷儲能技術。用電低谷時段，利用電能生產液態空氣或氮氣，同時將空氣或氮氣壓縮過程中產生的高溫壓縮熱儲存起來；用電高峰時段，液態空氣或氮氣經過加壓泵加壓、低溫冷能回收存儲后，驅動空氣透平做功發電。液態空氣儲能具有體積儲能密度大、響應時間短和不受地理條件限制等特點，得到了廣泛的關注。

液態空氣儲能過程中，高溫空氣壓縮熱能和低溫液態空氣冷能的儲存，一般采用固定填充床的結構，其結果是儲冷/熱裝置的軸向分散率非常大，而由其引起的損失和不穩定的溫度輸出不僅影響系統的效率，而且影響系統的運行工況。

此外，空氣或氮氣液化過程中產生的高溫壓縮熱多于液態空氣或氮氣發電過程所需的熱量，過量的高溫壓縮熱(20-40％)通常直接排入環境，并沒有得到有效利用，造成了能量的浪費。

因此，如何高效合理的存儲冷/熱能以及利用空氣壓縮熱，對于增加系統發電量、提高系統發電效率具有重要的意義。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出了液態空氣儲能系統能效提升裝置及方法，該裝置通過分級存儲低溫液態空氣冷能和高溫空氣壓縮熱能，避免不同能級冷/熱能混合造成的損失，實現冷/熱能的有效存儲；此外，利用多余的空氣壓縮熱驅動朗肯循環獲取額外發電量，提高系統發電量；或者驅動吸收式制冷循環獲取低溫冷量，提高系統液化率，是一種高效合理的儲冷/熱和空氣壓縮熱利用方式。

為實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案：