[發(fā)明專(zhuān)利]壓水蓄熱-燃?xì)庹羝?lián)合儲(chǔ)能系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911303525.1
• 申請(qǐng)日: 2019-12-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111120105B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李瑞雄;王煥然;張嚴(yán);姚爾人;席光;楊珍帥
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F02C6/00
• 分類(lèi)號(hào): F02C6/00;F02C6/18;F01K23/10;F03B13/06
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 張海平

本發(fā)明公開(kāi)了一種壓水蓄熱?燃?xì)庹羝?lián)合儲(chǔ)能系統(tǒng)及方法，包括低壓儲(chǔ)水罐、高壓儲(chǔ)水罐、熱解反應(yīng)器以及燃?xì)庹羝?lián)合發(fā)電系統(tǒng)；低壓儲(chǔ)水罐的出水口連通高壓儲(chǔ)水罐的進(jìn)水口，低壓儲(chǔ)水罐至高壓儲(chǔ)水罐之間沿著水流向依次設(shè)置有增壓泵和加熱器；高壓儲(chǔ)水罐的出水口連通熱解反應(yīng)器的熱端進(jìn)水口，熱解反應(yīng)器冷端入口連通常溫常壓液態(tài)甲醇供給管道，熱解反應(yīng)器的冷端出口連通燃?xì)庹羝?lián)合發(fā)電系統(tǒng)，燃?xì)庹羝?lián)合發(fā)電系統(tǒng)的冷端出口連接回?zé)崞鳎槐景l(fā)明增壓泵加壓和電加熱能將能量存儲(chǔ)在水中，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽粺峤夥磻?yīng)器完成存儲(chǔ)熱能的釋放，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能；燃?xì)庹羝?lián)合發(fā)電系統(tǒng)利用清潔燃料實(shí)現(xiàn)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)零排放運(yùn)行，具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于物理儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種壓水蓄熱-燃?xì)庹羝?lián)合儲(chǔ)能系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)能夠很好的解決風(fēng)能發(fā)電所面臨的大范圍“棄風(fēng)”問(wèn)題，并有效緩解風(fēng)能波動(dòng)性、間歇性所帶來(lái)的發(fā)電并網(wǎng)問(wèn)題。建設(shè)大容量?jī)?chǔ)能電站能夠吸納電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)段多余的電力，將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，有效避免“棄風(fēng)”造成的能源浪費(fèi)。在電網(wǎng)負(fù)荷高峰期，用戶(hù)電量需求量增大，電廠產(chǎn)生的電能不能滿(mǎn)足用戶(hù)，此時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)開(kāi)始將儲(chǔ)存的能量釋放出來(lái)，并轉(zhuǎn)化為可供用戶(hù)直接使用的電能，增強(qiáng)了電網(wǎng)的抗干擾能力和調(diào)峰能力。儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)于我國(guó)的節(jié)能減排事業(yè)具有重要的意義，對(duì)于優(yōu)化我國(guó)能源結(jié)構(gòu)起到更有力的推進(jìn)作用。

根據(jù)能量?jī)?chǔ)存方式的不同，儲(chǔ)能技術(shù)可分為四大類(lèi)：物理儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、相變儲(chǔ)能和電磁儲(chǔ)能。其中物理儲(chǔ)能是依據(jù)物質(zhì)具體的物理性質(zhì)來(lái)進(jìn)行儲(chǔ)能的，有壓縮空氣儲(chǔ)能、抽水蓄能、飛輪蓄能等；電化學(xué)儲(chǔ)能是依據(jù)化學(xué)液體的充放電性能進(jìn)行儲(chǔ)能的，有鈉硫電池、鉛酸電池等；相變儲(chǔ)能有冰蓄能、石蠟儲(chǔ)熱；電磁儲(chǔ)能種類(lèi)較多，其中應(yīng)用較為廣泛的有超級(jí)電容儲(chǔ)能和超導(dǎo)儲(chǔ)能。

上述儲(chǔ)能技術(shù)中，可進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用的只有壓縮空氣儲(chǔ)能和抽水蓄能，這兩種儲(chǔ)能技術(shù)在世界范圍內(nèi)均已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。雖然抽水蓄能系統(tǒng)受到國(guó)內(nèi)外研究者很高的關(guān)注，但由于該系統(tǒng)對(duì)地理環(huán)境、選址條件要求高，且系統(tǒng)建設(shè)周期較長(zhǎng)，結(jié)合我國(guó)實(shí)際環(huán)境條件，這種儲(chǔ)能技術(shù)受到很大的限制，無(wú)法滿(mǎn)足我國(guó)風(fēng)電快速發(fā)展的需求。壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)吸納和輸出電能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)靈活控制，達(dá)到平衡電網(wǎng)電力負(fù)荷的目的，同時(shí)該技術(shù)可以克服可再生能源發(fā)電過(guò)程中的間歇性、波動(dòng)性難題，提升電能品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)供需側(cè)實(shí)時(shí)管理，形成持續(xù)穩(wěn)定的電力供應(yīng)與消耗。相比于抽水蓄能系統(tǒng)，壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)具有場(chǎng)地限制少（壓縮空氣可以?xún)?chǔ)存在地下礦井、溶巖下的洞穴中、儲(chǔ)氣罐、石膏礦洞等）、壽命長(zhǎng)、安全性、可靠性高、對(duì)自然環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。雖然壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)優(yōu)點(diǎn)眾多，但該技術(shù)一次性投資成本較高、系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性較差，導(dǎo)致壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用受到一定的限制。

因此，發(fā)明一種運(yùn)行效率高、應(yīng)用范圍廣、儲(chǔ)能密度高的大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)，對(duì)于改善我國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)峰難題、提升新能源電廠的電能利用率具有非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種壓水蓄熱-燃?xì)庹羝?lián)合儲(chǔ)能系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)能可以很大程度上改善電力存儲(chǔ)問(wèn)題，增強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)峰能力及其運(yùn)行的可靠性，不受地理環(huán)境的影響，有助于提升新能源電廠的電能利用率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，壓水蓄熱-燃?xì)庹羝?lián)合儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括低壓儲(chǔ)水罐、高壓儲(chǔ)水罐、熱解反應(yīng)器以及燃?xì)庹羝?lián)合發(fā)電系統(tǒng)；

低壓儲(chǔ)水罐的出水口連通高壓儲(chǔ)水罐的進(jìn)水口，低壓儲(chǔ)水罐至高壓儲(chǔ)水罐之間沿著水流向依次設(shè)置有增壓泵和加熱器，增壓泵的入口處和加熱器的出口處均設(shè)置有閥門(mén)；

高壓儲(chǔ)水罐的出水口連通熱解反應(yīng)器的熱端進(jìn)口，熱解反應(yīng)器的熱端出口連通回?zé)崞骰蛉細(xì)庹羝?lián)合發(fā)電系統(tǒng)的熱水入口，熱解反應(yīng)器冷端入口連通常溫常壓液態(tài)甲醇供給管道，熱解反應(yīng)器的冷端出口連通燃?xì)庹羝?lián)合發(fā)電系統(tǒng)，燃?xì)庹羝?lián)合發(fā)電系統(tǒng)的冷凝水出口連接回?zé)崞鳌?/p>