[發明專利]一種與光熱發電耦合的液態壓縮空氣儲能系統及方法

在審

• 申請號: 202110385271.3
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN112943385A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 王妍;呂凱;馬汀山;居文平;張建元;許朋江;黃嘉駟
• 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: F01D15/08
• 分類號: F01D15/08;F01D15/10;F01D17/10;F01K7/22;F24S20/20;F24S50/20
• 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

1.一種與光熱發電耦合的液態壓縮空氣儲能系統，其特征在于，包括：

光熱發電系統，所述光熱發電系統用于將太陽光轉化為熱能，一部分熱能進入蒸汽發生器(6)加熱汽輪機組(9)給水，驅動汽輪機組(9)帶動第一發電機(15)發電；另一部分熱能作為熱源輸送至空氣膨脹釋能系統；汽輪機組(9)的排汽經凝汽器(10)換熱后產生凝結水，凝結水一部分輸送至空氣壓縮儲能系統吸收空氣圧縮熱，另一部分經加熱器組加熱，之后返回蒸汽發生器(6)；

空氣壓縮儲能系統，所述空氣壓縮儲能系統包括空氣壓縮機組，空氣壓縮機組的級間換熱冷源來自汽輪機組(9)的部分凝結水，空氣經空氣壓縮機組后儲存至液態壓縮空氣儲罐(24)中；

空氣膨脹釋能系統，所述空氣膨脹釋能系統包括空氣膨脹機組，所述空氣膨脹機組的熱源來自光熱發電系統產生的部分熱能，液態壓縮空氣儲罐(24)中的液態壓縮空氣進入空氣膨脹機組，空氣膨脹機組帶動第二發電機(33)發電。

2.根據權利要求1所述的與光熱發電耦合的液態壓縮空氣儲能系統，其特征在于，所述光熱發電系統包括吸熱塔(2)，所述吸熱塔(2)的周圍布置若干定日鏡(1)，吸熱塔(2)的頂部設置吸熱器(3)，所述定日鏡(1)能夠實時跟蹤太陽光，將太陽光聚集到吸熱器(3)用于向熱鹽儲罐(5)提供熱源，熱鹽儲罐(5)中的高溫熔鹽在出口處的熱鹽泵(8)的驅動下一部分進入蒸汽發生器(6)中，另一部分作為空氣膨脹機組的熱源；高溫熔鹽在蒸汽發生器(6)中與汽輪機組(9)的給水進行換熱，換熱后的低溫熔鹽進入冷鹽儲罐(4)中，冷鹽儲罐(4)中的低溫熔鹽通過在出口處的冷鹽泵(7)的驅動下進入吸熱器(3)。

3.根據權利要求1或2所述的與光熱發電耦合的液態壓縮空氣儲能系統，其特征在于，所述加熱器組包括低壓加熱器組(12)和高壓加熱器組(14)；經過空氣壓縮機組換熱后的凝結水與經過低壓加熱器組(12)加熱后的凝結水匯合后經給水泵(13)進入高壓加熱器組(14)。

4.根據權利要求1所述的與光熱發電耦合的液態壓縮空氣儲能系統，其特征在于，所述空氣壓縮儲能系統還包括深冷液化裝置(22)，深冷液化裝置(22)的入口連接空氣壓縮機組的出口，深冷液化裝置(22)的出口連接氣液分離器(23)，氣液分離器(23)的液體出口與液態壓縮空氣儲罐(24)相連。

5.根據權利要求4所述的與光熱發電耦合的液態壓縮空氣儲能系統，其特征在于，所述空氣壓縮機組包括若干空氣壓縮機和若干空氣冷卻器，所述第一空氣壓縮機(16)的空氣入口與大氣相連通，出口連接第一空氣冷卻器(17)，第一空氣冷卻器(17)的出口連接第二空氣壓縮機(18)的入口，第二空氣壓縮機(18)的出口連接第二空氣冷卻器(19)的入口，依次類推，第N空氣壓縮機的出口連接第N空氣冷卻器入口，第N空氣冷卻器的出口連接深冷液化裝置(22)的入口；第一空氣冷卻器(17)至第N空氣冷卻器的冷源均來自光熱發電系統的凝結水。

6.根據權利要求4或5所述的與光熱發電耦合的液態壓縮空氣儲能系統，其特征在于，所述空氣膨脹釋能系統還包括空氣蒸發器(26)，所述空氣蒸發器(26)的入口與深冷泵(25)相連，出口連接空氣膨脹機組；空氣蒸發器(26)與深冷液化裝置(22)之間設置有循環空氣通路，循環空氣在空氣蒸發器(26)中與液態空氣進行換熱，換熱后進入深冷液化裝置(22)，為深冷液化裝置(22)提供冷量。

7.根據權利要求6所述的與光熱發電耦合的液態壓縮空氣儲能系統，其特征在于，所述空氣膨脹機組包括若干空氣膨脹機和若干空氣加熱器，所述第一空氣加熱器(27)的入口與空氣蒸發器(26)的出口相連，出口連接第一空氣膨脹機(28)，第一空氣膨脹機(28)的出口連接第二空氣加熱器(29)的入口，第二空氣加熱器(29)的出口連接第二空氣膨脹機(30)的入口，依次類推，第N空氣加熱器的出口與第N空氣膨脹機的入口相連，第N空氣膨脹機的出口與大氣相連通，第一空氣膨脹機(28)至第N空氣膨脹機共同驅動第二發電機(33)發電。