[發明專利]一種液態空氣儲能裝置

在審

• 申請號: 201911343060.2
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN113028738A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 蔡義林;趙瑞斌;李國香;趙宇;李錚
• 申請（專利權）人: 葛洲壩中科儲能技術有限公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04;F01K7/02;F01K27/00
• 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

本發明涉及一種液態空氣儲能裝置，包括：壓縮系統、空氣液化和儲存系統、液態空氣產品生產系統和膨脹發電系統，空氣液化和儲存系統的入口與壓縮系統的出口連接，空氣液化和儲存系統出口與液態空氣產品生產系統和膨脹發電系統的入口連接，空氣液化和儲存系統用于將所述壓縮系統產生的高壓氣態空氣降溫液化，進行儲存液態空氣，并進行空氣分離，液態空氣產品生產系統的出口與產品儲罐相連，用于將所述液態空氣產品作為氣體產品生產，膨脹發電系統的出口與儀表生產系統相連，用于發電，本裝置實現了對電網的調峰調頻，提高電網運行的經濟性，保證電網的安全運行，實現能源的綜合利用，并且達到資源能源利用的最優化。

技術領域

本發明涉及液態空氣儲能技術領域，具體涉及一種液態空氣儲能裝置。

背景技術

目前大規模應用的儲能技術有抽水蓄冷、空氣儲能以及電池儲能，這幾種技術成本相對其它儲能技術較低，且能夠實現較長時間和大容量儲能。抽水蓄能是當前最為成熟的大規模儲能技術，具有效率高，儲能容量大，設備技術成熟等優勢，但同時受到蓄水池選址難的限制，阻礙了其在廣大地區的推廣應用；電池儲能在小規模分散式應用中前景廣闊，在科研方面也有很多新技術在發展，但是由于其全壽命周期成本高，生產及后續處理存在環境污染等問題，目前在大規模使用上仍存在制約。

空氣儲能應用和研究比較廣泛的是壓縮空氣儲能和液態空氣儲能，壓縮空氣儲能以空氣內能形式進行能量儲存，可以使用多種類型的儲存方式，包括地下鹽洞和高壓氣體儲罐等，但由于壓縮空氣儲能通常需要大容積存儲空間，這直接限制了壓縮空氣儲能的進一步發展；而液態空氣儲能雖然解決了儲存空間的問題，但仍然存在一些缺陷：其一，壓縮機出口的氣態空氣在液化中必須利用外部冷源進行冷量補充，增加了系統的投資的同時降低了系統的獨立運行能力，在特定場景運行十分不便；其二，常規的液態空氣儲能系統，采用直接將液態空氣汽化后進入透平膨脹做功的工藝流程，對空氣中性價比較高的氧氣以及稀有氣體氬氣未進行分離；其三，現有的液態空氣儲能工藝流程中的空氣為純化過濾后的潔凈空氣，但膨脹做功后的乏汽采用直接排放；上述液態空氣儲能的缺陷造成了資源和能源的浪費，且增加了系統的投資。

同時，現有液態空氣儲能只能滿足用戶對電能儲存的需求，而對于某些特定的廠區，如對電和氣同時有需求的客戶，必須分別修建電和氣儲能系統來滿足客戶的需求，增加了成本和能源的消耗。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的上述不足，本發明提供一種液態空氣儲能裝置。

本發明提供的技術方案是：

一種液態空氣儲能裝置，其特征在于：包括：壓縮系統(100)、空氣液化和儲存系統(200)、液態空氣產品生產系統(300)和膨脹發電系統(400)；

所述空氣液化和儲存系統(200)的入口與所述壓縮系統(100)的出口連接；所述空氣液化和儲存系統(200)出口與液態空氣產品生產系統(300)和膨脹發電系統(400)的入口連接，所述空氣液化和儲存系統(200)用于將所述壓縮系統(100)產生的高壓氣態空氣降溫液化，進行儲存液態空氣，并進行空氣分離；

所述液態空氣產品生產系統(300)的出口與產品儲罐相連，用于將所述液態空氣產品作為氣體產品生產；

所述膨脹發電系統(400)的出口與儀表生產系統相連，用于發電。

優選的，所述空氣液化和儲存系統(200)包括：汽液分離器(204)、液態空氣儲罐(205)、冷量自平衡裝置(202)和液化器(203)；所述液化氣(203)包括A側通道和C側通道；

所述汽液分離器(204)的液體出口與液態空氣儲罐(205)的入口連接，所述汽液分離器(204)的氣體出口與液化器(203)C側通道入口相連，形成返流氣釋冷通道；