[發明專利]一種重力壓縮空氣儲能系統及其工作方法

在審

• 申請號: 202010038208.8
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111237144A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 文軍;徐若晨;裴杰;盧吉;曹曦;劉明義;朱勇;曹傳釗;朱連峻;鄭建濤;李晴;徐越
• 申請（專利權）人: 中國華能集團有限公司;中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: F03G3/00
• 分類號: F03G3/00;F01K13/00;F01K7/02;F01K27/00;F01K21/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

1.一種重力壓縮空氣儲能系統，其特征在于，包括空氣壓縮單元(1)、空氣膨脹單元(2)、儲氣室(6)、重塊(7)和發電機(9)；

空氣壓縮單元(1)進口連接有進氣裝置，空氣壓縮單元(1)出口通過儲能管路與儲氣室(6)進口連接，儲氣室(6)出口通過釋能管路與空氣膨脹單元(2)進口連接，空氣膨脹單元(2)出口與發電機(9)連接；儲能管路與釋能管路之間設有熱交換單元；

重塊(7)設置在儲氣室(6)上部且與儲氣室(6)構成活塞-氣缸系統，重塊(7)與儲氣室(6)之間設有密封裝置(8)。

2.根據權利要求1所述的重力壓縮空氣儲能系統，其特征在于，熱交換單元包括儲熱裝置(3)和換熱裝置(4)，儲能管路和釋能管路上均設有儲熱裝置(3)，儲熱裝置(3)之間設有若干換熱裝置(4)。

3.根據權利要求1所述的重力壓縮空氣儲能系統，其特征在于，儲能管路上設有廢熱利用換熱器(5)。

4.根據權利要求1所述的重力壓縮空氣儲能系統，其特征在于，密封裝置(8)為活塞密封圈。

5.根據權利要求1所述的重力壓縮空氣儲能系統，其特征在于，重塊(7)為圓柱體，材質為混凝土或鉛。

6.根據權利要求1所述的重力壓縮空氣儲能系統，其特征在于，空氣壓縮單元(1)包括若干級空氣壓縮機；空氣膨脹單元(2)包括若干級膨脹機。

7.根據權利要求1所述的重力壓縮空氣儲能系統，其特征在于，釋能管路上設有流量檢測裝置、壓力檢測裝置和調節閥，流量檢測裝置、壓力檢測裝置和調節閥均分別與重力壓縮空氣儲能系統的控制單元連接。

8.根據權利要求1所述的重力壓縮空氣儲能系統，其特征在于，儲氣室(6)在豎直方向與水平面垂直。

9.根據權利要求1～8任意一項所述重力壓縮空氣儲能系統的工作方法，其特征在于，包括：

儲能時，關閉釋能管路，開啟儲能管路，空氣通過進氣裝置進入空氣壓縮單元(1)壓縮后成為壓縮空氣，產生的熱量存儲在熱交換單元，壓縮空氣經儲能管路進入儲氣室(6)，儲氣室(6)體積增大，重塊(7)被壓縮空氣恒壓抬升，將電能轉化為壓縮空氣能和重塊(7)的重力勢能；

釋能時，開啟釋能管路，關閉儲能管路，重塊(7)下降，儲氣室(6)體積減小，壓縮空氣經熱交換單元加熱后，再經釋能管路進入空氣膨脹單元(2)恒壓做功，帶動發電機(9)發電，將壓縮空氣能和重塊(7)的重力勢能轉化為電能。

10.根據權利要求9所述的重力壓縮空氣儲能系統的工作方法，其特征在于，在電網用電低谷期進行儲能，在電網用電高峰期進行釋能。