[發(fā)明專利]與火電廠聯(lián)合運行的液態(tài)空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113202586B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 季偉;郭璐娜;陳六彪;崔晨;郭嘉;王俊杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院理化技術(shù)研究所
• 主分類號: F01K25/10
• 分類號: F01K25/10;F01K3/02;F01K3/14;F01K11/02;F01K17/04;F01D15/08;F01D15/10;F01K3/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 周志斌

本發(fā)明的實施例提供了一種與火電廠聯(lián)合運行的液態(tài)空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)，包括火電單元、液態(tài)空氣儲能單元、空冷塔和液態(tài)空氣釋能單元。火電單元中的低壓蒸汽用于驅(qū)動液態(tài)空氣儲能單元中的動力汽輪機組轉(zhuǎn)動。空冷塔分別與火電單元中的乏汽回收模塊和液態(tài)空氣儲能單元中的級后冷卻器連接，以為乏汽回收模塊和級后冷卻器提供冷量。該系統(tǒng)可實現(xiàn)深度調(diào)峰，同時使得火電單元維持在額定工況下運行，能夠提高火電廠的運行效率。火電單元中的低壓端級間抽汽來驅(qū)動動力汽輪機組進而帶動空氣壓縮機組運行，提高了系統(tǒng)的整體效率。乏汽回收模塊和級后冷卻器能共用空冷塔的循環(huán)冷卻水，降低了液態(tài)空氣儲能單元的設(shè)施投資成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液態(tài)空氣儲能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種與火電廠聯(lián)合運行的液態(tài)空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

常規(guī)火電機組主要通過改變汽輪機組的進汽參數(shù)來調(diào)節(jié)發(fā)電功率。汽輪機組的進汽參數(shù)改變幅度過大，會顯著影響鍋爐燃煤利用效率以及汽輪機組的安全性和壽命。同時，由于燃煤鍋爐改變參數(shù)的滯后性，會導致調(diào)峰響應(yīng)不及時。

液態(tài)空氣儲能是一種清潔、低碳、安全和長壽命的大規(guī)模長時儲能技術(shù)。它可以實現(xiàn)在用電低谷時段，將電能轉(zhuǎn)換成液態(tài)空氣存儲；在用電高峰時段，利用存儲的液態(tài)空氣發(fā)電。然而，獨立的液態(tài)空氣儲能電站的循環(huán)效率偏低，且初始設(shè)備投資較大。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供了一種與火電廠聯(lián)合運行的液態(tài)空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種與火電廠聯(lián)合運行的液態(tài)空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)，包括：火電單元、液態(tài)空氣儲能單元、空冷塔和液態(tài)空氣釋能單元。

其中，所述火電單元包括火力發(fā)電模塊和乏汽回收模塊。所述火力發(fā)電模塊與所述乏汽回收模塊連接。

所述液態(tài)空氣儲能單元包括動力汽輪機組、空氣壓縮機組和級后冷卻器、蓄冷器和低溫儲罐。

其中，所述動力汽輪機組與所述火力發(fā)電模塊連接。所述空氣壓縮機組與所述動力汽輪機組連接，以使所述火力發(fā)電模塊的低壓蒸汽驅(qū)動所述動力汽輪機組轉(zhuǎn)動并帶動所述空氣壓縮機組工作。所述級后冷卻器與所述空氣壓縮機組連接。所述蓄冷器與所述級后冷卻器連接，以將壓縮空氣進一步冷卻至液態(tài)空氣。所述低溫儲罐與所述蓄冷器連接，以將所述液態(tài)空氣存儲至所述低溫儲罐內(nèi)。

并且，所述空冷塔分別與所述乏汽回收模塊和所述級后冷卻器連接，以為所述乏汽回收模塊和所述級后冷卻器提供冷量。

所述低溫儲罐與所述液態(tài)空氣釋能單元連接，以為所述液態(tài)空氣釋能單元提供所述液態(tài)空氣。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種與火電廠聯(lián)合運行的液態(tài)空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)，所述火力發(fā)電模塊包括磨煤機、蒸汽鍋爐、發(fā)電汽輪機組和第一發(fā)電機。所述乏汽回收模塊包括冷凝器、一級給水泵、回熱器和二級給水泵。

其中，所述磨煤機與所述蒸汽鍋爐連接，以為所述蒸汽鍋爐提供煤粉。所述蒸汽鍋爐的排氣口與所述發(fā)電汽輪機組的進氣口連接。所述發(fā)電汽輪機組與所述第一發(fā)電機連接，以驅(qū)動所述第一發(fā)電機發(fā)電。

所述發(fā)電汽輪機組的乏汽排出口與所述冷凝器的進氣口連接。所述冷凝器的排液口與所述一級給水泵的入口連接。所述一級給水泵的出口和所述動力汽輪機組的排氣口均與所述回熱器的入口連接。所述回熱器的出口與所述二級給水泵的入口連接。所述二級給水泵的出口與所述蒸汽鍋爐連接。

并且，所述冷凝器與所述空冷塔連接并形成冷凝器制冷循環(huán)回路。所述冷凝器制冷循環(huán)回路上安裝有作為循環(huán)動力源的第一循環(huán)冷水泵。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種與火電廠聯(lián)合運行的液態(tài)空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)，所述液態(tài)空氣儲能單元還包括空氣過濾器、分子篩純化裝置、節(jié)流元件和氣液分離器。所述空氣壓縮機組包括一級空氣壓縮機組和二級空氣壓縮機組。所述級后冷卻器包括一級級后冷卻器和二級級后冷卻器。所述蓄冷器包括第一換熱側(cè)和第二換熱側(cè)。