[發(fā)明專利]蒸汽熱量梯級利用的液態(tài)壓縮空氣儲能調(diào)峰系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011053200.5
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112065516A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 居文平;王妍;馬汀山;呂凱;張建元;黃嘉駟;林軼;王東曄;鄭天帥;劉學(xué)亮;楊利
• 申請（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司;西安西熱節(jié)能技術(shù)有限公司
• 主分類號: F01K7/22
• 分類號: F01K7/22;F01K7/40;F01K7/38;F01K7/44;F01D15/10;F22D1/50;F04B41/02;F01K1/04;F01K3/14;F01B23/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

1.蒸汽熱量梯級利用的液態(tài)壓縮空氣儲能調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，包括燃煤發(fā)電機(jī)組、多個低壓加熱器、多個高壓加熱器，以及依次連接的空氣壓縮機(jī)(17)、制冷膨脹機(jī)(18)、氣液分離裝置(19)、空氣儲罐(20)、升壓泵(21)、空氣加熱器(22)、空氣膨脹機(jī)(23)和第二發(fā)電機(jī)(24)；

所述燃煤發(fā)電機(jī)組內(nèi)低壓缸(4)的排汽進(jìn)入凝汽器(6)換熱，經(jīng)凝結(jié)水泵(7)后依次經(jīng)過多個低壓加熱器，再依次經(jīng)過除氧器(12)和給水泵(13)后，依次進(jìn)入多個高壓加熱器，再返回燃煤發(fā)電機(jī)組內(nèi)的鍋爐(1)；

所述燃煤發(fā)電機(jī)組內(nèi)高壓缸(2)的各段抽汽分別引入各高壓加熱器；低壓缸(4)的各段抽汽分別引入各低壓加熱器；中壓缸(3)的第三級抽汽引入由凝結(jié)水泵(7)至除氧器(12)的最后一個低壓加熱器，第二級抽汽引入除氧器，第一級抽汽引入空氣加熱器(22)，換熱后再進(jìn)入由除氧器(12)至鍋爐(1)的第一個高壓加熱器；

空氣在所述空氣壓縮機(jī)(17)被加壓后，進(jìn)入制冷膨脹機(jī)(18)膨脹放熱，在氣液分離裝置(19)中完成液態(tài)空氣與氣態(tài)空氣的分離，液態(tài)空氣存儲在空氣儲罐(20)中，完成空氣壓縮儲能；對外釋能發(fā)電時，空氣儲罐(20)中液態(tài)空氣經(jīng)升壓泵(21)加壓后進(jìn)入空氣加熱器(22)升溫，之后進(jìn)入空氣膨脹機(jī)(23)膨脹做功，驅(qū)動第二發(fā)電機(jī)(24)發(fā)電。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽熱量梯級利用的液態(tài)壓縮空氣儲能調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述低壓加熱器設(shè)置有四個，包括第一低壓加熱器(8)、第二低壓加熱器(9)、第三低壓加熱器(10)和第四低壓加熱器(11)；

所述燃煤發(fā)電機(jī)組內(nèi)低壓缸(4)的第一級抽汽引入第三低壓加熱器(10)，第二級抽汽引入第二低壓加熱器(9)，第三級抽汽引入第一低壓加熱器(8)；

所述燃煤發(fā)電機(jī)組內(nèi)中壓缸(3)的第三級抽汽引入第四低壓加熱器(11)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蒸汽熱量梯級利用的液態(tài)壓縮空氣儲能調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓加熱器設(shè)置有三個，包括第一高壓加熱器(14)、第二高壓加熱器(15)和第三高壓加熱器(16)；

所述燃煤發(fā)電機(jī)組內(nèi)高壓缸(2)的第一級抽汽引入第三高壓加熱器(16)，第二級抽汽引入第二高壓加熱器(15)；

所述燃煤發(fā)電機(jī)組內(nèi)中壓缸(3)的第一級抽汽引入空氣加熱器(22)，換熱后再進(jìn)入第一高壓加熱器(14)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的蒸汽熱量梯級利用的液態(tài)壓縮空氣儲能調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述燃煤發(fā)電機(jī)組包括依次連接的鍋爐(1)、高壓缸(2)、中壓缸(3)和低壓缸(4)；

所述鍋爐(1)出口新蒸汽進(jìn)入高壓缸(2)做功后，返回鍋爐(1)進(jìn)行二次加熱，再依次進(jìn)入中壓缸(3)和低壓缸(4)膨脹做功，帶動第一發(fā)電機(jī)(5)發(fā)電。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蒸汽熱量梯級利用的液態(tài)壓縮空氣儲能調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣壓縮機(jī)(17)為一級空氣壓縮機(jī)或多級空氣壓縮機(jī)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蒸汽熱量梯級利用的液態(tài)壓縮空氣儲能調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣膨脹機(jī)(18)為一級空氣膨脹機(jī)或多級空氣膨脹機(jī)。

7.一種采用權(quán)利要求1至6任一所述系統(tǒng)的蒸汽熱量梯級利用的液態(tài)壓縮空氣儲能調(diào)峰方法，其特征在于，包括以下步驟：

儲能時，空氣在空氣壓縮機(jī)(17)中加壓后進(jìn)入制冷膨脹機(jī)(18)膨脹放熱，在氣液分離裝置(19)中完成液態(tài)空氣與氣態(tài)空氣的分離，液態(tài)空氣存儲在空氣儲罐(20)中；

釋能發(fā)電時，空氣儲罐(20)出口液態(tài)空氣經(jīng)升壓泵(21)加壓后進(jìn)入空氣加熱器(22)升溫，再進(jìn)入空氣膨脹機(jī)(23)膨脹做功，驅(qū)動第二發(fā)電機(jī)(24)發(fā)電；其中，燃煤發(fā)電機(jī)組中壓缸(3)的第一級抽汽先進(jìn)入空氣加熱器(22)中加熱空氣，再進(jìn)入由除氧器(12)至鍋爐(1)的第一個高壓加熱器中加熱給水。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的蒸汽熱量梯級利用的液態(tài)壓縮空氣儲能調(diào)峰方法，其特征在于，所述氣液分離裝置(19)中分離出的氣態(tài)空氣引回至空氣壓縮機(jī)(17)重新壓縮。