[發(fā)明專利]利用LNG冷能和燃?xì)庹{(diào)峰發(fā)電余熱的液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011119799.8
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號(hào): CN112254561B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 季偉;高詔詔;郭璐娜;陳六彪;郭嘉;崔晨;王俊杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): F28D20/00
• 分類號(hào): F28D20/00;F28D20/02;F01D15/10;F01K11/02;F01K23/10;F02C3/22;F02C6/18
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 周志斌

本發(fā)明涉及儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用LNG冷能和燃?xì)庹{(diào)峰發(fā)電余熱的液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。該液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)包括液態(tài)空氣儲(chǔ)能子系統(tǒng)、燃?xì)庹{(diào)峰發(fā)電子系統(tǒng)和蒸汽循環(huán)發(fā)電子系統(tǒng)，液態(tài)空氣儲(chǔ)能子系統(tǒng)包括儲(chǔ)能子系統(tǒng)和釋能子系統(tǒng)，儲(chǔ)能子系統(tǒng)包括LNG進(jìn)料管、預(yù)冷器、壓縮機(jī)組、液化換熱器和液態(tài)空氣儲(chǔ)罐，釋能子系統(tǒng)包括復(fù)溫?fù)Q熱器、再熱器和膨脹機(jī)組，預(yù)冷器通過第一天然氣分支管路與燃?xì)庹{(diào)峰發(fā)電子系統(tǒng)相連，燃?xì)庹{(diào)峰發(fā)電子系統(tǒng)通過燃燒尾氣輸送管與蒸汽循環(huán)發(fā)電子系統(tǒng)相連，蒸汽循環(huán)發(fā)電子系統(tǒng)通過尾氣余熱輸送管與再熱器相連。本發(fā)明能夠充分利用LNG再汽化冷能及燃?xì)庹{(diào)峰電站的余熱，提高了液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的效率和能源利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用LNG冷能和燃?xì)庹{(diào)峰發(fā)電余熱的液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。

背景技術(shù)

液態(tài)空氣儲(chǔ)能是一種具備高儲(chǔ)能密度、無地理?xiàng)l件限制、環(huán)境友好型的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)。在用能低谷時(shí)，空氣液化存儲(chǔ)，在用電高峰時(shí)，液態(tài)空氣經(jīng)釋放冷量后膨脹發(fā)電。現(xiàn)有技術(shù)的液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，在儲(chǔ)能過程中，通常空氣液化過程的壓縮功耗較大，壓縮過程所產(chǎn)生的壓縮熱多用于釋能過程膨脹側(cè)的補(bǔ)熱，經(jīng)補(bǔ)熱利用后，系統(tǒng)仍有20％～40％壓縮熱過剩，并以熱能形式耗散，因此過剩的壓縮熱利用效率并不好，導(dǎo)致液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的整體效率不高。

近年來，天然氣作為清潔能源在能源消耗中的比重穩(wěn)步上升，尤其是隨著天然氣液化技術(shù)的改善及LNG運(yùn)輸成本的降低，LNG得到了廣泛的應(yīng)用與關(guān)注。在LNG的接收終端常涉及LNG的再汽化工藝，在此過程中，LNG的冷能釋放，復(fù)溫變?yōu)樘烊粴猓瑪y帶一定壓力的天然氣經(jīng)直接膨脹發(fā)電后參與區(qū)域管網(wǎng)供氣。然而LNG的高品位冷能通常無法實(shí)現(xiàn)有效利用，導(dǎo)致能量的浪費(fèi)甚至?xí)斐衫湮廴尽?/p>

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明提出一種利用LNG冷能和燃?xì)庹{(diào)峰發(fā)電余熱的液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，能夠充分利用LNG再汽化冷能及燃?xì)庹{(diào)峰發(fā)電子系統(tǒng)的余熱，有效提高了液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的效率和能源利用率。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用LNG冷能和燃?xì)庹{(diào)峰發(fā)電余熱的液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括液態(tài)空氣儲(chǔ)能子系統(tǒng)、燃?xì)庹{(diào)峰發(fā)電子系統(tǒng)和蒸汽循環(huán)發(fā)電子系統(tǒng)，所述液態(tài)空氣儲(chǔ)能子系統(tǒng)包括儲(chǔ)能子系統(tǒng)和釋能子系統(tǒng)，所述儲(chǔ)能子系統(tǒng)包括LNG進(jìn)料管、預(yù)冷器、壓縮機(jī)組、液化換熱器和液態(tài)空氣儲(chǔ)罐，所述LNG進(jìn)料管與所述預(yù)冷器的LNG換熱管進(jìn)口相連，所述壓縮機(jī)組的進(jìn)口與所述預(yù)冷器的空氣換熱管相連，所述壓縮機(jī)組的出口與所述液化換熱器的空氣進(jìn)口相連，所述液化換熱器的空氣出口與所述液態(tài)空氣儲(chǔ)罐相連；所述釋能子系統(tǒng)包括復(fù)溫?fù)Q熱器、再熱器和膨脹機(jī)組，所述復(fù)溫?fù)Q熱器的空氣進(jìn)口與所述液態(tài)空氣儲(chǔ)罐相連，所述復(fù)溫?fù)Q熱器的空氣出口與所述再熱器的空氣進(jìn)口相連，所述再熱器的空氣出口與所述膨脹機(jī)組相連；所述預(yù)冷器的LNG換熱管通過第一天然氣分支管路與所述燃?xì)庹{(diào)峰發(fā)電子系統(tǒng)相連，所述燃?xì)庹{(diào)峰發(fā)電子系統(tǒng)通過燃燒尾氣輸送管與所述蒸汽循環(huán)發(fā)電子系統(tǒng)相連，所述蒸汽循環(huán)發(fā)電子系統(tǒng)通過尾氣余熱輸送管與所述再熱器的燃?xì)庥酂徇M(jìn)口相連。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述燃?xì)庹{(diào)峰發(fā)電子系統(tǒng)包括壓氣機(jī)、燃燒室和燃?xì)馔钙剑鰤簹鈾C(jī)的進(jìn)口通過所述第一天然氣分支管路與所述預(yù)冷器的LNG換熱管相連，所述壓氣機(jī)的出口與所述燃燒室的進(jìn)口相連，所述燃燒室的出口與所述燃?xì)馔钙降倪M(jìn)口相連；

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述蒸汽循環(huán)發(fā)電子系統(tǒng)包括鍋爐、汽輪機(jī)和冷凝器，所述鍋爐的常溫水進(jìn)口與所述冷凝器相連，所述鍋爐的蒸汽出口與所述汽輪機(jī)相連，所述汽輪機(jī)與所述冷凝器相連；所述燃?xì)馔钙降某隹谕ㄟ^所述燃燒尾氣輸送管與所述鍋爐的燃燒尾氣進(jìn)口相連，所述鍋爐的燃燒尾氣出口通過所述尾氣余熱輸送管與所述再熱器的燃燒余熱進(jìn)口相連。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述LNG進(jìn)料管上設(shè)有LNG低溫泵；在所述鍋爐與所述冷凝器之間的連接管路上設(shè)有給水泵。