[發明專利]一種壓縮空氣儲能與鹽穴耦合系統及利用方法

在審

• 申請號: 202111593540.1
• 申請日: 2021-12-23
• 公開（公告）號: CN114278535A
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 陳仕卿;徐玉杰;張華良;周學志;張新敬;陳海生
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F04B35/04
• 分類號: F04B35/04;F04B41/02;F04B41/06;F04B39/06;F28D20/00;F01K3/14;F01K7/22;F17C1/00;F17C5/06;F17C7/00;F17C13/00;E21B43/24;E21B43/285;E21B43/20
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 向長松

本發明涉及儲能技術領域，提供了一種壓縮空氣儲能與鹽穴耦合系統及利用方法，該壓縮空氣儲能與鹽穴耦合系統，包括，儲能結構，儲能結構的出氣端適于與鹽穴結構的進氣端相連；釋能結構，包括多級膨脹機，多級膨脹機的進氣口與鹽穴結構的出氣端相連，高壓空氣經多級膨脹機做功后，將空氣壓力能進行釋放；還包括：進水設備，適于當進行鹵水采集操作時向鹽穴結構中進行注水。該系統，不僅可以使用鹽穴結構存儲高壓空氣，實現儲能與釋能功能的同時，不會對鹽鹵采集造成干擾；而且，在壓縮空氣進入到鹽穴結構中時，鹽穴結構自身也會受到加熱，以提高鹵水中電解質的濃度，不僅提高了鹽鹵采集的效率，也實現了對熱量的充分利用。

技術領域

本發明涉及儲能技術領域，具體涉及一種壓縮空氣儲能與鹽穴耦合系統及利用方法。

背景技術

壓縮空氣儲能系統具有儲能規模大、效率高、壽命長、調度方便、完全無污染、不依賴地理條件限制、水資源消耗少等突出優勢。壓縮空氣儲能系統運行維護和控制技術成熟，產品穩定可靠，非常適合電網級的削峰填谷和大規模儲能。

傳統的壓縮空氣儲能系統通常在用電低谷期將多余電力通過壓縮空氣儲存在巖穴、廢棄礦井等貯氣室中，在用電高峰期時，將壓縮空氣經換熱器與油或天然氣混合，在燃燒室中進行燃燒，驅使燃氣輪機做功發電，滿足電力系統調峰需要。但是，該壓縮空氣儲能系統無法徹底擺脫對天然氣、石油等化石燃料的依賴，依舊會對環境造成一定危害。

為了解決上述問題，現有技術中提供了一種壓縮空氣與鹽井儲能系統，將鹽井作為儲能空間，在用電低谷等情況時，將多余的電能用于壓縮空氣，然后儲存至鹽穴中對；當用電高峰時，將鹽穴中的壓縮空氣進行釋放，壓縮空氣進入到膨脹機中對膨脹機進行做功，從而進行后續的發電等操作。

但是，現有技術中的儲能系統中，在壓縮空氣進入到鹽井中時，鹽井自身也會受到加熱，對于這一部分熱量，將白白散失到鹽井中，導致無法實現對熱量的充分利用。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于現有技術中的縮空氣與鹽井儲能系統，在壓縮空氣進入到鹽井中時，鹽井自身也會受到加熱，對于這一部分熱量，將白白散失到鹽井中，導致無法實現對熱量的充分利用，從而提供一種壓縮空氣儲能與鹽穴耦合系統及利用方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種壓縮空氣儲能與鹽穴耦合系統，適于應用于儲存有鹵水及具有鹵水采集井的鹽穴結構中，所述鹵水采集井與采鹵站相連，包括，儲能結構，所述儲能結構的出氣端適于與所述鹽穴結構的進氣端相連，適于將壓縮后的高壓空氣輸送至所述鹽穴結構內；釋能結構，包括多級膨脹機，所述多級膨脹機的進氣口與所述鹽穴結構的出氣端相連，高壓空氣經所述多級膨脹機做功后，將空氣壓力能進行釋放；還包括：進水設備，適于當進行鹵水采集操作時向所述鹽穴結構中進行注水。

進一步地，所述儲能結構包括多級壓縮機以及位于相鄰兩級壓縮機之間的換熱器，所述換熱器上設置有冷水進水口以及熱水出水口，至少一個所述熱水出水口與儲熱罐相連接，至少一個所述冷水進水口與冷水源相連接。

進一步地，所述釋能結構包括再熱器以及與所述再熱器相連的膨脹機，所述再熱器的進氣口與所述鹽穴結構的出氣端相連，所述再熱器的出氣口與所述膨脹機的進氣口相連；所述儲熱罐的出液口與所述再熱器的進液口相連。

進一步地，所述冷水源為儲冷罐，所述再熱器的出液口與所述儲冷罐的進液口相連。

進一步地，至少一個所述換熱器上的熱水出水口與所述進水設備相連接。

進一步地，所述采鹵站上連接有電源，所述進水設備位于所述采鹵站的上游，且與所述采鹵站的進水口相連，所述采鹵站的出水口與所述換熱器上的熱水出水口相連。

進一步地，所述儲能結構與所述鹽穴結構的進氣端之間、所述釋能結構與所述鹽穴結構的出氣端之間以及所述采鹵站與所述鹵水采集井之間的管路上均設置有控制閥。