[發明專利]一種壓縮空氣儲能系統

在審

• 申請號: 201710621066.6
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN109306879A
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 高建強;莊緒增
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: F01K25/00
• 分類號: F01K25/00;F01D15/10;F01D13/02;F03G7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種壓縮空氣儲能系統，包括：電動機/發電機、壓氣機機組、各級冷卻器、熱網換熱器、儲氣室、節流閥、透平機組、各級加熱器、低品位熱源換熱器、溴化鋰吸收式制冷機。利用地下含水層作為儲存壓縮空氣的儲氣室，提高系統的經濟性及系統效率；將傳統的壓縮空氣儲能系統與冷熱電聯供相結合，實現能源的梯級利用。將各級冷卻器通過管道與熱網換熱器連接，利用壓縮過程中產生的壓縮熱給熱用戶供熱；將各級加熱器與低品位熱源換熱器連接，利用低品位熱源對進入透平級前的壓縮空氣加熱；將透平排汽與制冷機連接，為制冷機提供低溫熱源，進一步實現向用戶供冷。

技術領域

本發明涉及電能儲存技術領域，尤其涉及一種壓縮空氣儲能系統。

背景技術

近年來，可再生能源發電量在電力結構中占的比例越來越高。但由于可再生能源電力自身的固有缺陷(具有間歇性和不穩定性)，其可靠性及靈活性較低，限制了可再生能源電力的并網發電；同時由于電力市場供需不平衡，用電峰谷差逐步加大。發展電力儲能技術是平抑電網峰谷差、提高可再生能源上網率的重要途徑。目前，壓縮空氣儲能技術是除抽水蓄能外最適合大規模電力儲存的儲能技術；但是大規模壓縮空氣儲能系統需要特殊的地質條件(如鹽洞、廢棄礦井、巖石洞穴等)來建造大型儲氣室，大大限制了壓縮空氣儲能系統的發展應用。

利用地下含水層作為壓縮空氣儲能系統的儲氣室，能夠緩解壓縮空氣儲能系統對地質條件的依賴。同時結合我國地質的基本情況，東部經濟發達地區地下廣泛分布高滲透的含水層，為開展含水層儲能技術提供了良好的條件。

進一步的，將傳統的壓縮空氣儲能系統與冷熱電聯供系統耦合，能夠實現能源的梯級利用，大大提高系統的整體效率。

發明內容

本發明的目的是提供一種壓縮空氣儲能系統，利用地下含水層作為儲存壓縮空氣的儲氣室，擺脫了地質條件的限制，提高系統的適用性；將傳統的壓縮空氣儲能系統與冷熱電聯供相結合，實現能源的梯級利用。

本發明的目的是這樣實現的：

一種壓縮空氣儲能系統，主要部件包括：電動機/發電機、壓氣機機組、各級冷卻器、熱網換熱器、儲氣室、節流閥、透平機組、各級加熱器、低品位熱源換熱器、制冷機。

壓縮空氣儲能系統儲能部分：所述壓氣機機組包括低壓壓氣機及高壓壓氣機；所述各級冷卻器包括級間冷卻器、級后冷卻器以及與供熱管網連接的熱網換熱器。所述電動機與所述壓氣機機組同軸聯接、所述低壓壓氣機出口與所述級間冷卻器氣側入口通過管道連接，所述級間冷卻器氣側出口與所述高壓壓氣機入口通過管道連接，所述高壓壓氣機出口與所述級后冷卻器氣側入口通過管道連接，所述級后冷卻器氣側出口與所述儲氣室入口通過管道連接。

同時，所述熱網部分主要由各級冷卻器、熱網換熱器及連接管道組成。所述熱網換熱器的殼程出口分別與所述級間冷卻器、級后冷卻器的側(導熱油)入口通過管道連接，所述級間冷卻器、級后冷卻器液體側出口分別與所述熱網加熱器的殼程入口通過管道連接，所述熱網換熱器的管程出、入口與供熱管網通過管道連接。

壓縮空氣儲能系統釋能部分：所述透平機組包括高壓透平及低壓透平；所述各級加熱器包括級前加熱器、級后加熱器以及與低品位熱源連接的低品位熱源換熱器。所述儲氣室出口與所述節流閥入口連接，所述節流閥出口與所述級前加熱器氣側入口通過管道連接，所述級前加熱器氣側出口與所述高壓透平入口通過管道連接，所述高壓透平出口與所述級間加熱器氣側入口通過管道連接，所述級間加熱器氣側出口與所述低壓透平入口通過管道連接，所述低壓透平出口與所述制冷機通過管道連接。

同時，所述低品位熱源部分主要由各級加熱器、低品位熱源換熱器及連接管道組成。所述低品位熱源換熱器的管程出口分別與所述級前加熱器、級間加熱器的水側入口通過管道連接，所述級前加熱器、級間加熱器水側出口分別與所述低品位熱源換熱器的管程入口通過管道連接，所述低品位熱源換熱器的殼程出、入口與所述低品位熱源供給側通過管道連接。