[發(fā)明專利]壓縮空氣與液態(tài)空氣的聯(lián)合儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110644572.3
• 申請(qǐng)日: 2021-06-09
• 公開（公告）號(hào): CN113202587B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 季偉;郭璐娜;陳六彪;崔晨;郭嘉;王俊杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): F01K25/10
• 分類號(hào): F01K25/10;F01K3/00;F01K3/02;F01D15/10
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 張建利

本發(fā)明提供了一種壓縮空氣與液態(tài)空氣的聯(lián)合儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)。其中，一級(jí)空氣壓縮機(jī)組的出口與壓縮熱存儲(chǔ)利用裝置連接。壓縮熱存儲(chǔ)利用裝置與壓縮空氣存儲(chǔ)單元連接。壓縮熱存儲(chǔ)利用裝置與液態(tài)空氣存儲(chǔ)單元連接。壓縮空氣存儲(chǔ)單元和液態(tài)空氣存儲(chǔ)單元均與膨脹發(fā)電單元連接。通過這種結(jié)構(gòu)設(shè)置，能夠?qū)崿F(xiàn)壓縮空氣與液態(tài)空氣聯(lián)合發(fā)電。一方面，能夠解決壓縮空氣儲(chǔ)能電站儲(chǔ)能密度低的問題；另一方面，能夠提升液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的響應(yīng)速率。由此，有效改善了空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的靈活性和運(yùn)行效率。同時(shí)，壓縮空氣儲(chǔ)能電站和液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站共用一級(jí)空氣壓縮機(jī)組、壓縮熱存儲(chǔ)利用裝置和膨脹發(fā)電單元，極大減少了設(shè)施設(shè)備的投資成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液態(tài)空氣儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種壓縮空氣與液態(tài)空氣的聯(lián)合儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

空氣儲(chǔ)能是一種新興的大規(guī)模綠色儲(chǔ)能技術(shù)。空氣儲(chǔ)能包括壓縮空氣儲(chǔ)能和液態(tài)空氣儲(chǔ)能。其中，常規(guī)的壓縮空氣儲(chǔ)能電站的儲(chǔ)能密度低，占地面積大，但系統(tǒng)簡(jiǎn)單，響應(yīng)較快。而液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的儲(chǔ)能密度高，占地面積小，但系統(tǒng)復(fù)雜，響應(yīng)較慢。同時(shí)，分別獨(dú)立設(shè)立壓縮空氣儲(chǔ)能電站和液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站時(shí)，需要分別設(shè)置相應(yīng)的設(shè)備設(shè)施，投資成本較大。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述不足，本發(fā)明提供了一種壓縮空氣與液態(tài)空氣的聯(lián)合儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種壓縮空氣與液態(tài)空氣的聯(lián)合儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，包括：一級(jí)空氣壓縮機(jī)組、壓縮熱存儲(chǔ)利用裝置、壓縮空氣存儲(chǔ)單元、液態(tài)空氣存儲(chǔ)單元和膨脹發(fā)電單元。

其中，所述一級(jí)空氣壓縮機(jī)組的出口與所述壓縮熱存儲(chǔ)利用裝置連接，以將壓縮空氣的熱量存儲(chǔ)至所述壓縮熱存儲(chǔ)利用裝置內(nèi)。所述壓縮熱存儲(chǔ)利用裝置與所述壓縮空氣存儲(chǔ)單元連接，以存儲(chǔ)壓縮空氣。所述壓縮熱存儲(chǔ)利用裝置與所述液態(tài)空氣存儲(chǔ)單元連接，以存儲(chǔ)液態(tài)空氣。所述壓縮空氣存儲(chǔ)單元和所述液態(tài)空氣存儲(chǔ)單元均與所述膨脹發(fā)電單元連接，以實(shí)現(xiàn)壓縮空氣與液態(tài)空氣聯(lián)合發(fā)電。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種壓縮空氣與液態(tài)空氣的聯(lián)合儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，所述壓縮空氣存儲(chǔ)單元包括壓縮空氣儲(chǔ)能二級(jí)空氣壓縮機(jī)和壓縮空氣儲(chǔ)罐。所述壓縮熱存儲(chǔ)利用裝置包括第一換熱側(cè)和第二換熱側(cè)。

其中，所述一級(jí)空氣壓縮機(jī)組的出口與所述壓縮熱存儲(chǔ)利用裝置的第一換熱側(cè)的入口連接。所述第一換熱側(cè)的出口處連接有壓縮空氣輸送總管。所述壓縮空氣儲(chǔ)能二級(jí)空氣壓縮機(jī)的入口通過第一壓縮空氣支管與所述壓縮空氣輸送總管連接。并且，所述第一壓縮空氣支管上安裝有第一流量控制閥。所述壓縮空氣儲(chǔ)能二級(jí)空氣壓縮機(jī)的出口與所述壓縮熱存儲(chǔ)利用裝置的第二換熱側(cè)的入口連接。所述第二換熱側(cè)的出口與所述壓縮空氣儲(chǔ)罐的入口連接。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種壓縮空氣與液態(tài)空氣的聯(lián)合儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，所述液態(tài)空氣存儲(chǔ)單元包括預(yù)冷器、分子篩純化裝置、液態(tài)空氣儲(chǔ)能二級(jí)空氣壓縮機(jī)、蓄冷器、節(jié)流元件、氣液分離器和液態(tài)空氣儲(chǔ)罐。所述壓縮熱存儲(chǔ)利用裝置還包括第三換熱側(cè)。所述預(yù)冷器包括第四換熱側(cè)。所述蓄冷器包括第五換熱側(cè)。

其中，所述預(yù)冷器的第四換熱側(cè)的入口通過液態(tài)空氣支管與所述壓縮空氣輸送總管連接。所述液態(tài)空氣支管上安裝有第二流量控制閥。所述預(yù)冷器的第四換熱側(cè)的出口與所述分子篩純化裝置的入口連接。所述分子篩純化裝置的出口與所述液態(tài)空氣儲(chǔ)能二級(jí)空氣壓縮機(jī)的入口連接。所述液態(tài)空氣儲(chǔ)能二級(jí)空氣壓縮機(jī)的出口與所述壓縮熱存儲(chǔ)利用裝置的第三換熱側(cè)的入口連接。所述第三換熱側(cè)的出口與所述蓄冷器的第五換熱側(cè)的入口連接。所述第五換熱側(cè)的出口與所述節(jié)流元件的入口連接。所述節(jié)流元件的出口與所述氣液分離器的入口連接。所述氣液分離器的液態(tài)空氣出口與所述液態(tài)空氣儲(chǔ)罐的入口連接。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種壓縮空氣與液態(tài)空氣的聯(lián)合儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，所述蓄冷器還包括第六換熱側(cè)。所述預(yù)冷器還包括第七換熱側(cè)。

其中，所述液態(tài)空氣儲(chǔ)罐的氣相空氣出口與所述蓄冷器的第六換熱側(cè)的入口連接。所述第六換熱側(cè)的出口與所述預(yù)冷器的第七換熱側(cè)的入口連接。所述第七換熱側(cè)的出口與所述液態(tài)空氣儲(chǔ)能二級(jí)空氣壓縮機(jī)的入口連接。