[發明專利]一種深冷液化空氣儲能系統和方法

在審

• 申請號: 201810281142.8
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108644607A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 梁立曉;王樂;徐桂芝;宋潔;馮濤
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司;國家電網公司
• 主分類號: F17C7/04
• 分類號: F17C7/04;F17C13/00;F01B23/10;B01D53/04;B01D46/00
• 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

本發明提供了一種深冷液化空氣儲能系統和方法，系統包括壓縮裝置、液化存儲裝置、加壓裝置、氣化裝置、蓄冷裝置和膨脹發電裝置；壓縮裝置、液化存儲裝置、加壓裝置、氣化裝置和膨脹發電裝置依次連接，氣化裝置通過蓄冷裝置連接液化存儲裝置；蓄冷裝置包括絕熱殼和多個蓄冷罐，多個蓄冷罐均位于絕熱殼內部，蓄冷裝置結構緊湊，蓄冷罐內部填充蓄冷介質，提高蓄冷效率，且占地面積小；本發明中僅設有一個絕熱殼，大大減小了蓄冷裝置與外界的接觸面積，降低了蓄冷裝置與外界的熱量交換，減少了能量損失，提升了高品質冷能的儲存時間；本發明中的蓄冷裝置儲存容量大，蓄冷品質高，制造安裝容易實現，相對投資較小，能夠提高系統的經濟性。

技術領域

本發明涉及儲能技術領域，具體涉及一種深冷液化空氣儲能系統和方法。

背景技術

深冷液化空氣儲能技術是指在電網負荷低谷期將電能用于壓縮空氣，將空氣高壓密封在報廢礦井、沉降的海底儲氣罐、山洞、過期油氣井或新建儲氣井中，在電網負荷高峰期釋放壓縮空氣推動膨脹機發電的儲能方式，液態空氣儲能系統具有儲能容量較大、儲能周期長、占地小不依賴于地理條件等優點。儲能時，電能將空氣壓縮、冷卻并液化，同時存儲該過程中釋放的熱能，用于釋能時加熱空氣；釋能時，液態空氣被加壓、氣化，推動膨脹發電機組發電，同時利用緊湊型蓄冷裝置存儲該過程的冷能，用于儲能時冷卻空氣。

現有技術中的深冷液態空氣儲能系統中的多個蓄冷罐獨立布置，每個蓄冷罐都具有單獨的保溫裝置，且多個蓄冷罐之間需要管道和閥門連接，連接部位處于外部環境中，蓄冷罐及連接部分與外界環境有較大的能量交換，造成蓄冷罐內斜溫層增加，加大了能量損失，致深冷液態空氣儲能系統的循環蓄冷效率低，且多個蓄冷罐占地面積大。

發明內容

為了克服上述現有技術中蓄冷效率低且占地面積大不足，本發明提供一種深冷液化空氣儲能系統和方法，系統包括壓縮裝置、液化存儲裝置、加壓裝置、氣化裝置、蓄冷裝置和膨脹發電裝置；壓縮裝置、液化存儲裝置、加壓裝置、氣化裝置和膨脹發電裝置依次連接，氣化裝置通過蓄冷裝置連接液化存儲裝置；蓄冷裝置包括絕熱殼和位于絕熱殼內部的多個蓄冷罐；多個蓄冷罐通過串聯、并聯或串并聯結合的方式連接，絕熱殼內部填充蓄冷介質，蓄冷裝置結構緊湊，與外界環境的能量交換少，減少了能量損失，提高蓄冷效率，且占地面積小。

為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：

一方面，本發明提供一種深冷液化空氣儲能系統，包括壓縮裝置、液化存儲裝置、加壓裝置、氣化裝置、蓄冷裝置和膨脹發電裝置；所述壓縮裝置、液化存儲裝置、加壓裝置、氣化裝置和膨脹發電裝置依次連接，所述氣化裝置通過蓄冷裝置連接液化存儲裝置；

所述蓄冷裝置包括絕熱殼和位于絕熱殼內部的多個蓄冷罐；所述多個蓄冷罐通過串聯、并聯或串并聯結合的方式連接，所述蓄冷罐內部填充蓄冷介質，所述絕熱殼內部填充絕熱材料；

所述壓縮裝置將常溫常壓氣態空氣處理成常溫中壓氣態空氣送至液化存儲裝置；

所述液化存儲裝置將常溫中壓氣態空氣液化為低溫低壓液態空氣送至加壓裝置；

所述加壓裝置將低溫低壓液態空氣進行加壓輸出低溫高壓液態空氣至氣化裝置；

所述氣化裝置將低溫高壓液態空氣氣化為常溫高壓氣態控制送至膨脹發電裝置；

所述蓄冷裝置存儲氣化裝置產生的冷量、和/或將存儲的冷量釋放至液化存儲裝置。

所述壓縮裝置包括供能裝置以及依次連接的過濾器、壓縮機和分子篩純化系統；

所述供能裝置與壓縮機連接，用于為壓縮機供能；

所述過濾器用于過濾常溫常壓氣態空氣中的顆粒物；

所述壓縮機將過濾后的常溫常壓氣態空氣進行壓縮，得到高溫中壓氣態空氣，高溫中壓氣態空氣冷卻后的常溫中壓氣態空氣進入分子篩純化系統；