[發明專利]一種壓縮空氣儲能蓄熱回熱系統

在審

• 申請號: 201810346547.5
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108386235A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 張世海;文賢馗;鄧彤天;馬新惠;鐘晶亮;吳密
• 申請（專利權）人: 貴州電網有限責任公司
• 主分類號: F01D15/10
• 分類號: F01D15/10;F04D29/58;F04D25/06;F01K27/00;F01K25/00
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 商小川

本發明公開了一種壓縮空氣儲能蓄熱回熱系統，包括壓縮空氣儲氣罐、蓄熱換熱器和回熱換熱器，所述壓縮空氣儲氣罐出口與進氣閥連接，所述進氣閥與最右側回熱換熱器的冷側入口連接，所述回熱換熱器的熱側出口與回熱溫控閥連接，所述回熱溫控閥與蓄冷罐入口連接；所述蓄熱換熱器的冷側出口與蓄熱溫控閥連接，所述蓄熱溫控閥與蓄熱罐入口連接，通過蓄熱階段調節蓄熱換熱器帶走壓氣機在壓縮空氣時產生的熱量，實現降低壓氣機出口溫度的目的，通過回熱階段調節回熱溫控閥調整膨脹機的進氣溫度和排氣溫度，提高所有膨脹機整體效率。

技術領域

本發明涉及壓縮空氣儲能領域，尤其涉及一種利用溫控閥實現壓縮空氣儲能發電系統蓄熱/回熱優化配置的領域。

背景技術

壓縮空氣儲能目前儲能技術中較為先進的一種儲能方式，其主要特點是在用電低谷時消耗電力儲存能力，用電高峰時通過膨脹機做功帶動發電機發電，具有儲能規模大、存儲周期長、對環境污染小等優點，被認為是最有發展前景的大規模電力儲能技術之一。

利用壓縮空氣儲能系統能更好地利用能量，使得能量合理分配，對環境友好，但由于該系統在儲能過程中儲氣罐內壓力逐漸升高，壓氣機的壓縮比逐漸降低，單位質量的壓縮空氣的溫升不同，壓氣機出口溫度是在變化的；同時膨脹機做功時一般處于用電高峰期，壓縮空氣的參數變化較大，膨脹機的最佳效率點在系統設計時也已經確認，不能隨壓縮空氣的參數變化而變化，當壓縮空氣的參數如壓力、溫度偏離設計值較大時，膨脹機的效率就會快速下降，使得整個系統運行效率降低；特別是對于熱電冷三聯產的壓縮空氣儲能系統，對能源的溫度實現按需調節，提供穩定可靠的冷源供應，也是壓縮空氣儲能發電系統的重點。

因此，針對壓縮空氣儲能運行中壓氣機出口和膨脹機進口溫度變化大，壓氣機和膨脹機在整個過程中不能完全適應工況變換的問題，必須找到合理的解決方法，才能有效提高壓縮空氣儲能電-電轉換效率，增加壓縮空氣儲能發電的經濟性和實用性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：該系統利用調節閥的調節特性，在各個壓氣機蓄熱換熱器冷側出口設置蓄熱溫控閥，控制在壓縮空氣在儲能階段換熱器冷側的冷卻介質流量，在膨脹機回熱換熱器熱側出口設置回熱溫控閥，使得熱能在各個膨脹機換熱器合理分配，有效提高壓縮空氣儲能電-電轉換效率，增加壓縮空氣儲能發電系統的實用性，以解決壓縮空氣儲能運行中壓氣機出口、膨脹機進口溫度變化大，壓氣機、膨脹機在整個過程中不能完全適應工況變換的問題。

本發明的技術方案是：一種壓縮空氣儲能蓄熱回熱系統，包括壓縮空氣儲氣罐、蓄熱換熱器和回熱換熱器，所述壓縮空氣儲氣罐出口與進氣閥連接，所述進氣閥與最右側回熱換熱器的冷側入口連接，所述回熱換熱器的熱側出口與回熱溫控閥連接，所述回熱溫控閥與蓄冷罐入口連接，所述回熱換熱器的熱側入口與蓄熱罐出口連接，所述回熱換熱器的冷側出口與膨脹機的進氣口連接，除最左邊的膨脹機外的其它膨脹機排氣口與所述回熱換熱器的冷側入口連接，最左邊的膨脹機設置有排氣口，所述膨脹機之間傳動軸連接，發電機與最右側膨脹機傳動軸連接；

蓄冷罐出口與所述蓄熱換熱器的冷側入口連接，所述蓄熱換熱器的冷側出口與蓄熱溫控閥連接，所述蓄熱溫控閥與蓄熱罐入口連接，所述蓄熱換熱器的熱側進口與壓氣機出口連接，除最右邊的蓄熱換熱器外的其它蓄熱換熱器熱側出口與壓氣機入口連接，最右邊的蓄熱換熱器熱側出口與壓縮空氣罐入口連接，所述壓氣機之間傳動軸連接，最右側的壓氣機與電動機傳動軸連接。

所述膨脹機數量大于等于兩個。

所述回熱換熱器數量大于等于兩個。

所述壓氣機數量大于等于兩個。

所述蓄熱換熱器大于等于兩個。

所述蓄熱溫控閥為手動、電動、氣動或液動操縱控制方式。

所述回熱溫控閥為手動、電動、氣動或液動操縱控制方式。

所述蓄熱溫控閥為調節閥類型，可以在任意開度運行和保持。