[發明專利]一種高效利用壓縮熱的空氣儲能系統和方法

在審

• 申請號: 202011189275.6
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112302746A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 張建元;居文平;馬汀山;許朋江;常東鋒;王妍;呂凱
• 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: F01K11/02
• 分類號: F01K11/02;F01K23/10;F01K17/04;F04D25/06;F04D25/16;F04D29/58;F25B9/06;F25B25/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本發明公開了一種高效利用壓縮熱的空氣儲能系統和方法，該系統由壓縮機、冷卻器、轉換儲存裝置、加熱器、膨脹機、冷凝器、低溫儲熱罐、高溫儲熱罐、蒸發器、有機工質膨脹機、升壓泵、燃煤機組熱力子系統和控制閥門組成，該系統的運行方法包括包括儲能模式和釋能模式；本發明利用多余的壓縮熱加熱液體有機工質形成蒸氣，蒸氣推動有機工質膨脹機對外作功，再利用空氣膨脹機出口的低溫空氣將有機工質膨脹機出口蒸氣重新冷凝為液體，提高了壓縮熱的利用率同時增加了系統有用功，提高了儲能效率。

技術領域

本發明屬于儲能調峰技術領域，具體涉及一種高效利用壓縮熱的空氣儲能系統和方法，適用于獨立儲能調峰電站，也適用于以燃煤機組為典型的各種熱發電廠，能夠有效提高儲能系統的經濟性。

背景技術

目前我國風能、太陽能等可再生能源逐年迅猛發展，加之全社會用電量逐年攀升，電網用電峰谷差日益增大，電網對燃煤機組調峰次數及深度的要求均大幅提升。

目前提高燃煤機組調峰能力的技術主要有電鍋爐蓄熱技術、水罐蓄熱技術、汽輪機蒸汽流程改造技術、電化學電池儲能技術等，電鍋爐蓄熱技術是將電能轉化為熱能后用于供暖，調峰能力強，但能量品質大幅度降低、只適用于熱電聯產機組，水罐蓄熱技術和汽輪機蒸汽流程改造技術熱經濟性較好、投資相對低，但調峰能力有限，也只適用于熱電聯產機組，電化學電池儲能技術響應快、體積小、建設周期短，但壽命短、平均成本很高、安全風險大，是否適合建設大規模儲能實施仍需工程示范驗證。

發明內容

為克服現有燃煤機組調峰技術的不足，本發明提出一種高效利用壓縮熱的空氣儲能系統和方法，在提高機組調峰能力的同時還能提升壓縮熱的利用率，并且使用壽命長、全生命周期均化成本低。利用空氣儲能系統提高燃煤機組的調峰能力時會產生壓縮熱，由于其溫度相對較低且容量很大，凝結水系統只能消耗其中一部分，多余的壓縮熱無法利用，本發明利用多余的壓縮熱加熱有機工質，利用空氣膨脹機出口的低溫空氣為冷源，將壓縮熱轉化為有用功，提高了壓縮熱的利用率和儲能系統的效率。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案。

一種高效利用壓縮熱的空氣儲能系統，由第一壓縮機1、第一冷卻器2、第二壓縮機3、第二冷卻器4、第一閥門5、轉換儲存裝置6、第二閥門7、第一加熱器8、第一膨脹機9、第一冷凝器10、第二加熱器11、第二膨脹機12、第二冷凝器13、低溫儲熱罐14、第三閥門15、第四閥門16、高溫儲熱罐17、第五閥門18、第六閥門19、蒸發器20、第七閥門21、有機工質膨脹機22、升壓泵23、第八閥門24和燃煤機組熱力子系統25組成；