[發明專利]蒸汽熱量梯級利用的液態壓縮空氣儲能調峰系統及方法

在審

• 申請號: 202011053200.5
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112065516A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）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;劉學亮;楊利
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司;西安西熱節能技術有限公司
• 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任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

本發明公開了一種蒸汽熱量梯級利用的液態壓縮空氣儲能調峰系統及方法，包括多個低壓加熱器、多個高壓加熱器；燃煤發電機組內低壓缸的排汽進入凝汽器換熱，經凝結水泵后依次經過多個低壓加熱器，再依次經過除氧器和給水泵后，依次進入多個高壓加熱器，再返回燃煤發電機組內的鍋爐；燃煤發電機組內高壓缸的各段抽汽分別引入各高壓加熱器；低壓缸的各段抽汽分別引入各低壓加熱器；中壓缸的第三級抽汽引入由凝結水泵至除氧器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，換熱后再進入由除氧器至鍋爐的第一個高壓加熱器。

【技術領域】

本發明屬于液態壓縮空氣儲能技術領域，涉及一種液態壓縮空氣儲能調峰系統及方法，尤其是一種可實現蒸汽熱量梯級利用的燃煤發電機組耦合液態壓縮空氣儲能調峰系統及方法。

【背景技術】

儲能技術是促進可再生能源消納，保障電網安全穩定運行的有效手段之一。目前，發展較為成熟的儲能技術主要有抽水蓄能、壓縮空氣儲能和電化學儲能等。其中，壓縮空氣儲能，特別是液態壓縮空氣儲能，具有容量大、成本低、布置位置靈活等優勢，是一種具有推廣應用前景的大規模儲能技術。但液態壓縮空氣儲能系統中涉及空氣的氣液態轉換，熱量、冷量傳遞過程較多，系統的整體運行能效水平較低。

【發明內容】

本發明的目的在于解決現有液態壓縮空氣儲能系統整體運行能效水平較低的問題，提供一種可實現蒸汽熱量梯級利用的燃煤發電機組耦合液態壓縮空氣儲能調峰系統及方法。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

蒸汽熱量梯級利用的液態壓縮空氣儲能調峰系統，包括燃煤發電機組、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、制冷膨脹機、氣液分離裝置、空氣儲罐、升壓泵、空氣加熱器、空氣膨脹機和第二發電機；

所述燃煤發電機組內低壓缸的排汽進入凝汽器換熱，經凝結水泵后依次經過多個低壓加熱器，再依次經過除氧器和給水泵后，依次進入多個高壓加熱器，再返回燃煤發電機組內的鍋爐；

所述燃煤發電機組內高壓缸的各段抽汽分別引入各高壓加熱器；低壓缸的各段抽汽分別引入各低壓加熱器；中壓缸的第三級抽汽引入由凝結水泵至除氧器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，換熱后再進入由除氧器至鍋爐的第一個高壓加熱器；

空氣在所述空氣壓縮機被加壓后，進入制冷膨脹機膨脹放熱，在氣液分離裝置中完成液態空氣與氣態空氣的分離，液態空氣存儲在空氣儲罐中，完成空氣壓縮儲能；對外釋能發電時，空氣儲罐中液態空氣經升壓泵加壓后進入空氣加熱器升溫，之后進入空氣膨脹機膨脹做功，驅動第二發電機發電。

本發明進一步的改進在于：

所述低壓加熱器設置有四個，包括第一低壓加熱器、第二低壓加熱器、第三低壓加熱器和第四低壓加熱器；

所述燃煤發電機組內低壓缸的第一級抽汽引入第三低壓加熱器，第二級抽汽引入第二低壓加熱器，第三級抽汽引入第一低壓加熱器；

所述燃煤發電機組內中壓缸的第三級抽汽引入第四低壓加熱器。

所述高壓加熱器設置有三個，包括第一高壓加熱器、第二高壓加熱器和第三高壓加熱器；

所述燃煤發電機組內高壓缸的第一級抽汽引入第三高壓加熱器，第二級抽汽引入第二高壓加熱器；

所述燃煤發電機組內中壓缸的第一級抽汽引入空氣加熱器，換熱后再進入第一高壓加熱器。

所述燃煤發電機組包括依次連接的鍋爐、高壓缸、中壓缸和低壓缸；

所述鍋爐出口新蒸汽進入高壓缸做功后，返回鍋爐進行二次加熱，再依次進入中壓缸和低壓缸膨脹做功，帶動第一發電機發電。

所述空氣壓縮機為一級空氣壓縮機或多級空氣壓縮機。