[實(shí)用新型]一種低溫液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720966247.8
• 申請(qǐng)日: 2017-08-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207420649U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王俊杰;陳嘉祥;楊魯偉;安保林;張濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): F01K25/10
• 分類(lèi)號(hào): F01K25/10;F01K7/02;F01K27/00
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種低溫液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，該儲(chǔ)能系統(tǒng)包括：低溫壓縮裝置，與LNG儲(chǔ)冷裝置、液態(tài)空氣膨脹機(jī)和液態(tài)空氣儲(chǔ)槽相連；液態(tài)空氣膨脹機(jī)；液態(tài)空氣儲(chǔ)槽；LNG儲(chǔ)冷裝置；ORC低溫發(fā)電裝置；以及空氣膨脹發(fā)電裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型能夠顯著提升系統(tǒng)蓄冷效率，降低提升系統(tǒng)成本，極大地簡(jiǎn)化蓄冷流程，提升系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于能量循環(huán)利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低溫液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。

背景技術(shù)

能源的大規(guī)模存儲(chǔ)，是能源電力體系發(fā)展的核心技術(shù)之一，是促進(jìn)構(gòu)建可再生能源優(yōu)先、多元能源結(jié)構(gòu)互聯(lián)互補(bǔ)的新一代清潔能源系統(tǒng)的重要舉措，其將彌補(bǔ)現(xiàn)有能源電力體系中缺失的儲(chǔ)放功能，達(dá)到優(yōu)化電力資源配置、提高電能質(zhì)量、促進(jìn)可再生能源利用的目的。我國(guó)近年來(lái)十分重視儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，發(fā)改委公布的“十三五”規(guī)劃綱要中，明確提出發(fā)展儲(chǔ)能與分布式能源，并將之作為百大工程項(xiàng)目之一。

目前發(fā)展和應(yīng)用的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)主要有抽水儲(chǔ)能、電池儲(chǔ)能和壓縮空氣儲(chǔ)能。抽水儲(chǔ)能技術(shù)效率高，設(shè)備技術(shù)成熟，但蓄水池選址問(wèn)題阻礙了其大范圍推廣應(yīng)用。電池儲(chǔ)能由于其全壽命周期成本高，生產(chǎn)及后續(xù)處理存在環(huán)境污染等問(wèn)題，制約了其大規(guī)模使用。壓縮空氣儲(chǔ)能借用傳統(tǒng)壓縮和膨脹技術(shù)，有一定的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，但“電動(dòng)壓縮—高壓儲(chǔ)存—膨脹發(fā)電”的技術(shù)路線對(duì)高壓大容積的儲(chǔ)存條件要求苛刻。

液態(tài)空氣儲(chǔ)能技術(shù)在傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能的基礎(chǔ)上，對(duì)壓縮空氣進(jìn)行降溫液化，將“高壓儲(chǔ)存”變化為“低壓低溫液態(tài)儲(chǔ)存”。為充分利用液態(tài)空氣復(fù)溫過(guò)程中釋放的冷量，并用于空氣液化過(guò)程，實(shí)現(xiàn)空氣高效液化，液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)需要配備蓄冷系統(tǒng)，并且對(duì)蓄冷過(guò)程提出很高要求。已有的蓄冷方式主要有固相介質(zhì)蓄冷和液相介質(zhì)蓄冷。固相介質(zhì)蓄冷由于其靜置過(guò)程中不可避免的軸向漏冷，導(dǎo)致其蓄冷效率偏低。液相介質(zhì)蓄冷的蓄冷流程較為復(fù)雜，而且需要大量的液相蓄冷工質(zhì)，增加了系統(tǒng)成本。

有鑒于此，確有必要提供一種可以解決現(xiàn)有技術(shù)中蓄冷結(jié)構(gòu)復(fù)雜、蓄冷效率低下的低溫液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于：提供一種蓄冷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率較高的低溫液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型提供了一種低溫液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，所述儲(chǔ)能系統(tǒng)包括：

低溫壓縮裝置，與LNG儲(chǔ)冷裝置、液態(tài)空氣膨脹機(jī)和液態(tài)空氣儲(chǔ)槽相連，用于接收環(huán)境空氣、低溫LNG和經(jīng)所述液態(tài)空氣儲(chǔ)槽反流的氣態(tài)空氣，壓縮所述環(huán)境空氣，并通過(guò)所述低溫LNG和所述反流的氣態(tài)空氣冷卻所述環(huán)境空氣；

液態(tài)空氣膨脹機(jī)，與所述低溫壓縮裝置和所述液態(tài)空氣儲(chǔ)槽相連，用于對(duì)環(huán)境空氣進(jìn)行膨脹液化，并使膨脹液化的環(huán)境空氣進(jìn)入所述液態(tài)空氣儲(chǔ)槽；

液態(tài)空氣儲(chǔ)槽，用于存儲(chǔ)液態(tài)空氣，將形成的氣態(tài)空氣反流進(jìn)入所述低溫壓縮裝置，將所述液態(tài)空氣經(jīng)高壓壓縮后進(jìn)入所述LNG儲(chǔ)冷裝置和所述ORC低溫發(fā)電裝置進(jìn)行升溫，并進(jìn)入所述空氣膨脹發(fā)電裝置；

LNG儲(chǔ)冷裝置，用于供應(yīng)LNG，升溫經(jīng)所述液態(tài)空氣儲(chǔ)槽進(jìn)入的液態(tài)空氣，同時(shí)回收液態(tài)空氣升溫過(guò)程中釋放的冷量；

ORC低溫發(fā)電裝置，與所述LNG儲(chǔ)冷裝置連接，用于回收冷量并輸出電能；

以及空氣膨脹發(fā)電裝置，用于膨脹進(jìn)入的空氣，并輸出電能。

作為本實(shí)用新型低溫液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的改進(jìn)，所述低溫壓縮裝置與所述液態(tài)空氣膨脹機(jī)、液態(tài)空氣儲(chǔ)槽、LNG儲(chǔ)冷裝置之間設(shè)置空氣液化換熱器，所述液態(tài)空氣儲(chǔ)槽與所述LNG儲(chǔ)冷裝置之間設(shè)置液態(tài)空氣增壓泵。

作為本實(shí)用新型低溫液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的改進(jìn)，所述低溫空氣壓縮裝置包含多級(jí)串聯(lián)的低溫空氣壓縮機(jī)，所述每一級(jí)低溫空氣壓縮機(jī)入口均連接有低溫空氣換熱器。