[發(fā)明專利]一種地?zé)崮軣峄瘜W(xué)和壓縮空氣復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)及其運(yùn)行方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110256565.6
• 申請(qǐng)日: 2021-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN112943393B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王煥然;陶瑞;賀新;葛剛強(qiáng);陶飛躍;李瑞雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): F01K13/00
• 分類號(hào): F01K13/00;F01K13/02;F01K17/02;F01K27/00;F24T10/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 王艾華

1.一種地?zé)崮軣峄瘜W(xué)和壓縮空氣復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行方法，其特征在于，所述地?zé)崮軣峄瘜W(xué)和壓縮空氣復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)組、地下儲(chǔ)氣室（5）、儲(chǔ)液罐（6）、干熱巖甲醇裂解系統(tǒng)（7）、裂解氣壓縮機(jī)組、儲(chǔ)氣罐（13）和透平發(fā)電機(jī)組；干熱巖甲醇裂解系統(tǒng)（7）設(shè)置在干熱巖層，空氣壓縮機(jī)組的出氣口連接地下儲(chǔ)氣室的入口，地下儲(chǔ)氣室（5）的出氣口連通透平發(fā)電機(jī)組的工質(zhì)入口，地下儲(chǔ)氣室（5）的出氣口至透平發(fā)電機(jī)組的工質(zhì)入口的管路上設(shè)置空氣回?zé)崞鳎?6）和換熱器（17），透平發(fā)電機(jī)組的工質(zhì)出口連通空氣回?zé)崞鳎?6）的工質(zhì)入口；干熱巖甲醇裂解系統(tǒng)（7）連通裂解氣壓縮機(jī)組的氣體入口，裂解氣壓縮機(jī)組的入口處設(shè)置前置冷卻器（10），裂解氣壓縮機(jī)組的氣體出口連通儲(chǔ)氣罐（13）的入口，儲(chǔ)氣罐（13）的出口連通裂解氣回?zé)崞鳎?8）的介質(zhì)入口，裂解氣回?zé)崞鳎?8）的介質(zhì)出口連通合成甲醇反應(yīng)器（20），合成甲醇反應(yīng)器（20）的出口依次連通換熱器（17）和裂解氣回?zé)崞鳎?8）工質(zhì)入口，裂解氣回?zé)崞鳎?8）的工質(zhì)出口連通冷卻器（19）的介質(zhì)入口，冷卻器（19）的介質(zhì)出口連通閃蒸器（21）的入口，閃蒸器（21）的氣體出口連通裂解氣回?zé)崞鳎?8）的介質(zhì)入口，閃蒸器（21）的液體出口連通儲(chǔ)液罐（6），儲(chǔ)液罐（6）的出口連通干熱巖甲醇裂解系統(tǒng)（7）的介質(zhì)入口；(1) 儲(chǔ)能階段，空氣進(jìn)入空氣壓縮機(jī)組壓縮存儲(chǔ)能量，空氣在壓縮過程中與產(chǎn)生的熱量與冷水交換；甲醇液體在干熱巖甲醇裂解系統(tǒng)（7）中產(chǎn)生裂解氣，裂解氣冷卻換熱后進(jìn)入裂解氣壓縮機(jī)組壓縮，裂解氣壓縮過程中產(chǎn)生的熱量與冷水交換；

(2) 儲(chǔ)氣階段，壓縮后的空氣進(jìn)入地下儲(chǔ)氣室（5）存儲(chǔ)，儲(chǔ)能壓縮后的裂解氣進(jìn)入儲(chǔ)氣罐（13）存儲(chǔ)；

(3) 釋能階段，高壓空氣經(jīng)空氣回?zé)崞鳎?6）和換熱器（17）換熱升溫后進(jìn)入透平發(fā)電機(jī)組膨脹發(fā)電，做功后的空氣再進(jìn)入空氣回?zé)崞鳎?6）預(yù)熱高壓空氣；高壓裂解氣經(jīng)過裂解氣回?zé)崞鳎?8）預(yù)熱后進(jìn)入反應(yīng)器（20）合成甲醇放熱使自身溫度升高，再進(jìn)入換熱器（17）與空氣換熱后進(jìn)入裂解氣回?zé)崞鳎?8）預(yù)熱高壓裂解氣，之后進(jìn)入冷卻器（19）冷卻，進(jìn)入閃蒸器（21）分離出液態(tài)甲醇，液態(tài)甲醇進(jìn)入儲(chǔ)液罐（6）存儲(chǔ)，剩余氣體與儲(chǔ)氣罐（13）中的氣體混合進(jìn)入循環(huán)反應(yīng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地?zé)崮軣峄瘜W(xué)和壓縮空氣復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行方法，其特征在于，空氣壓縮機(jī)組包括第一級(jí)空氣壓縮機(jī)（1）和第二級(jí)空氣壓縮機(jī)（2），第一級(jí)空氣壓縮機(jī)（1）的出口連通空氣中冷器（3）的進(jìn)氣口，空氣中冷器（3）的出氣口連通第二級(jí)空氣壓縮機(jī)（2）進(jìn)氣口，第二級(jí)空氣壓縮機(jī)（2）的出氣口連通空氣后冷器（4）的進(jìn)氣口，空氣后冷器（4）的出氣口連通地下儲(chǔ)氣室（5）的進(jìn)氣口；空氣中冷器（3）和空氣后冷器（4）的冷卻介質(zhì)均為水。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地?zé)崮軣峄瘜W(xué)和壓縮空氣復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行方法，其特征在于，透平發(fā)電機(jī)組包括第一級(jí)膨脹機(jī)（14）和第二級(jí)膨脹機(jī)（15），地下儲(chǔ)氣室（5）的出氣口連通空氣回?zé)崞鳎?6）的空氣入口，空氣回?zé)崞鳎?6）的空氣出口連通換熱器（17）的空氣入口，換熱器（17）的空氣出口連通第一級(jí)膨脹機(jī)（14）和第二級(jí)膨脹機(jī)（15）的工質(zhì)入口，換熱器（17）的工質(zhì)入口連通合成甲醇反應(yīng)器（20）的出口，換熱器（17）工質(zhì)出口連通裂解氣回?zé)崞鳎?8）的工質(zhì)入口。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地?zé)崮軣峄瘜W(xué)和壓縮空氣復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行方法，其特征在于，裂解氣壓縮機(jī)組包括第一級(jí)裂解氣壓縮機(jī)（8）、第二級(jí)裂解氣壓縮機(jī)（9）、裂解氣中冷器（11）和裂解氣后冷器（12），第一級(jí)裂解氣壓縮機(jī)（8）的出口連通裂解氣中冷器（11）的進(jìn)氣口，裂解氣中冷器（11）的出氣口連通第二級(jí)裂解氣壓縮機(jī)（9）的進(jìn)氣口，第二級(jí)裂解氣壓縮機(jī)（9）的出氣口連通儲(chǔ)氣罐（13）的進(jìn)氣口，裂解氣中冷器（11）和裂解氣后冷器（12）的冷卻介質(zhì)均為水。