[發(fā)明專利]分布式壓縮空氣儲能系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011486978.5
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112648166B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設計）人: 鄭天文;梅生偉;張躍;陳來軍;薛小代;稅楊浩
• 申請（專利權）人: 清華四川能源互聯網研究院;清華大學;青海大學
• 主分類號: F04B35/04
• 分類號: F04B35/04;F04B41/02;F04B39/06;F01K27/00;F01K25/08;F01K13/00;F01K13/02;F01D15/10;F28D20/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 嚴誠

1.一種分布式壓縮空氣儲能系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括單級壓縮機(3)、單級換熱器(4)、儲熱罐(5)、梯壓儲氣單元(9)和單級透平機(19)，其中，所述梯壓儲氣單元(9)包括多個儲氣罐，所述儲熱罐(5)包括蓄冷區(qū)(7)和蓄熱區(qū)(6)，所述蓄冷區(qū)(7)與所述蓄熱區(qū)(6)之間設置有隔熱活塞(8)；

所述單級壓縮機(3)、所述單級換熱器(4)和所述梯壓儲氣單元(9)依次連通、且組成循環(huán)回路，所述單級壓縮機(3)用于將空氣壓縮后注入所述儲氣罐，并通過接力增壓的方式、按順序依次增加每個所述儲氣罐中的空氣壓力，直到每個所述儲氣罐中空氣達到儲氣終壓；

所述梯壓儲氣單元(9)、所述單級換熱器(4)和所述單級透平機(19)依次連通、且組成循環(huán)回路，所述梯壓儲氣單元(9)中的所述儲氣罐按照空氣壓力從大到小的順序向所述單級透平機(19)的入口供氣，空氣進入所述單級透平機(19)透平做功后再注入到多個所述儲氣罐中相對低壓的所述儲氣罐內或排入大氣；

所述儲熱罐(5)與所述單級換熱器(4)連通、且組成循環(huán)回路，在所述單級壓縮機(3)注入空氣至所述儲氣罐的過程中，所述蓄冷區(qū)(7)的換熱介質經過所述單級換熱器(4)吸收壓縮熱后存儲于所述蓄熱區(qū)(6)，所述隔熱活塞(8)向所述蓄冷區(qū)(7)一側移動，在所述儲氣罐向所述單級透平機(19)供氣的過程中，所述蓄熱區(qū)(6)的換熱介質經過所述單級換熱器(4)釋放壓縮熱后存儲于所述蓄冷區(qū)(7)，所述隔熱活塞(8)向所述蓄熱區(qū)(6)一側移動。

2.根據權利要求1所述的分布式壓縮空氣儲能系統(tǒng)，其特征在于，多個所述儲氣罐包括第一儲氣罐(10)、第二儲氣罐(11)和第三儲氣罐(12)，所述第一儲氣罐(10)、所述第二儲氣罐(11)和所述第三儲氣罐(12)按照各自儲氣終壓的大小由小到大依次排列。

3.根據權利要求2所述的分布式壓縮空氣儲能系統(tǒng)，其特征在于，所述第一儲氣罐(10)、所述第二儲氣罐(11)和所述第三儲氣罐(12)分別都與所述單級換熱器(4)和所述單級壓縮機(3)依次連通、且組成循環(huán)回路，所述單級壓縮機(3)用于將空氣壓縮并分別注入所述第一儲氣罐(10)、所述第二儲氣罐(11)或所述第三儲氣罐(12)。

4.根據權利要求2所述的分布式壓縮空氣儲能系統(tǒng)，其特征在于，所述第一儲氣罐(10)、所述單級壓縮機(3)、所述單級換熱器(4)和所述第二儲氣罐(11)依次連通，所述單級壓縮機(3)用于將所述第一儲氣罐(10)的空氣壓縮后注入所述第二儲氣罐(11)；

所述第一儲氣罐(10)、所述單級壓縮機(3)、所述單級換熱器(4)和所述第三儲氣罐(12)依次連通，所述單級壓縮機(3)用于將所述第一儲氣罐(10)的空氣壓縮后注入所述第三儲氣罐(12)；

所述第二儲氣罐(11)、所述單級壓縮機(3)、所述單級換熱器(4)和所述第三儲氣罐(12)依次連通，所述單級壓縮機(3)用于將所述第二儲氣罐(11)的空氣壓縮后注入所述第三儲氣罐(12)。

5.根據權利要求2所述的分布式壓縮空氣儲能系統(tǒng)，其特征在于，所述第一儲氣罐(10)、所述第二儲氣罐(11)和所述第三儲氣罐(12)分別都與所述單級換熱器(4)、所述單級透平機(19)依次連通，所述單級透平機(19)與所述第一儲氣罐(10)、所述第二儲氣罐(11)連通；所述單級透平機(19)利用所述第三儲氣罐(12)的空氣透平做功，并將透平后的空氣注入到所述第一儲氣罐(10)、所述第二儲氣罐(11)或排入大氣；所述單級透平機(19)利用所述第二儲氣罐(11)的空氣透平做功，并將透平后的空氣注入到所述第一儲氣罐(10)或排入大氣；所述單級透平機(19)利用所述第一儲氣罐(10)的空氣透平做功，并將透平后的空氣排入大氣。