[發明專利]組合式蓄熱的緊湊型壓縮空氣儲能系統及方法

在審

• 申請號: 202110420479.4
• 申請日: 2021-04-19
• 公開（公告）號: CN113062849A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 謝寧寧;孫長平;尹立坤;唐博進;藺新星
• 申請（專利權）人: 中國長江三峽集團有限公司
• 主分類號: F04B41/06
• 分類號: F04B41/06;F04B39/06;F02C1/05;F28D20/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

1.一種組合式蓄熱的緊湊型壓縮空氣儲能系統，其特征是：它包括填充蓄熱裝置（1）、共用回路（2）、儲氣罐（3）、輔助回路（4）和做功回路（5）；所述填充蓄熱裝置（1）與共用回路（2）串聯，輔助回路（4）與共用回路（2）并聯，儲氣罐（3）和做功回路（5）與共用回路（2）中的換熱器（21）連接，做功回路（5）中連接有壓縮機（52）和膨脹機（53）；儲能和釋能皆采用共用回路（2），釋能過程中輔助回路（4）對共用回路（2）進行加溫。

2.根據權利要求1所述的組合式蓄熱的緊湊型壓縮空氣儲能系統，其特征是：所述填充蓄熱裝置（1）包括與填充床（11）連接的儲液罐（12），填充床（11）的進液端和儲液罐（12）的排液端與共用回路（2）連接。

3.根據權利要求1所述的組合式蓄熱的緊湊型壓縮空氣儲能系統，其特征是：所述共用回路（2）的共用管路上串聯有換熱器（21）和屏蔽泵（22）。

4.根據權利要求1所述的組合式蓄熱的緊湊型壓縮空氣儲能系統，其特征是：所述儲氣罐（3）連接的氣管與換熱器（21）連接，進氣和排氣時共用氣管。

5.根據權利要求1所述的組合式蓄熱的緊湊型壓縮空氣儲能系統，其特征是：所述輔助回路（4）包括與加熱管路串聯的加熱器（41），以及與加熱管路連接的分支管路（42），加熱管路兩端分別與儲液罐（12）和共用回路（2）連接，分支管路（42）與共用回路（2）連接。

6.根據權利要求1所述的組合式蓄熱的緊湊型壓縮空氣儲能系統，其特征是：所述做功回路（5）的做功管路上連接有三通換向閥（51），做功管路兩端分別與壓縮機（52）和換熱器（21）連接，膨脹機（53）與三通換向閥（51）連接。

7.根據權利要求1所述的組合式蓄熱的緊湊型壓縮空氣儲能系統，其特征是：所述填充蓄熱裝置（1）的填充床（11）的進液端設置穩壓系統（13）與其連接。

8.根據權利要求1所述的組合式蓄熱的緊湊型壓縮空氣儲能系統，其特征是：所述共用回路（2）的共用管路中連接有膨脹槽（23）。

9.根據權利要求1所述的組合式蓄熱的緊湊型壓縮空氣儲能系統，其特征是：所述填充蓄熱裝置（1）的填充床（11）及換熱器（21）、儲氣罐（3）、壓縮機（52）和膨脹機（53）的數量為多個。

10.根據權利要求1~9任一項所述的組合式蓄熱的緊湊型壓縮空氣儲能系統的儲能和釋能方法，其特征是，它包括如下步驟：

S1，儲能，壓縮機（52）和屏蔽泵（22）啟動，將高溫高壓空氣轉換成低溫高壓空氣儲存于儲氣罐（3）中；

S1-1，壓縮機（52）排出的高溫高壓空氣進入換熱器（21），換熱器（21）吸收熱量后與共用回路（2）中的低溫液態傳熱介質進行熱量轉換；

S1-2，儲液罐（12）內的液態傳熱介質進入共用回路（2）中，屏蔽泵（22）驅動共用回路（2）中的液態傳熱介質不斷循環，液態傳熱介質不斷吸收換熱器（21）的熱量；與此同時，高溫高壓空氣降溫后形成低溫高壓空氣進入儲氣罐（3）內儲存；

S1-3，當儲液罐（12）內的液態傳熱介質達到設定溫度值或儲氣罐（3）內的低溫高壓空氣達到設定值時，儲能過程結束，屏蔽泵（22）關閉；

S2，釋能，屏蔽泵（22）再次啟動，將儲氣罐（3）內的低溫高壓空氣轉換成高溫高壓空氣輸送給膨脹機（53）做功；

S2-1，儲氣罐（3）內的低溫高壓空氣進入換熱器（21），換熱器（21）吸收熱量后與共用回路（2）中的低溫高壓空氣進行熱量轉換；

S2-2，儲液罐（12）內的液態傳熱介質進入共用回路（2）中，屏蔽泵（22）驅動共用回路（2）中的液態傳熱介質不斷循環，換熱器（21）不斷吸收液態傳熱介質的熱量；與此同時，低溫高壓空氣吸熱后形成高溫高壓空氣驅動膨脹機（53）做功；

S2-3，當儲氣罐（3）內低溫高壓空氣釋放達到設定值或者儲液罐（12）內的液態傳熱介質溫度達到設定值時，釋能過程結束；

S3，輔助加熱，在S2中，當共用回路（2）中的液態傳熱介質釋放的溫度不能滿足膨脹機（53）額定做功溫度要求時，加熱器（41）啟動，對共用回路（2）中的液態傳熱介質進行加溫；

在S1中，膨脹機（53）處于關閉狀態，儲能結束后，儲氣罐（3）的氣管關閉；

在S2中，壓縮機（52）處于關閉狀態，儲氣罐（3）的氣管再次打開；

在S3中，液態傳熱介質不經過填充床（11）。