一种蒸汽热量梯级利用的液态压缩空气储能调峰系统的制作方法

一种蒸汽热量梯级利用的液态压缩空气储能调峰系统
【技术领域】
[0001]
本实用新型属于液态压缩空气储能技术领域，涉及一种液态压缩空气储能调峰系统，尤其是一种可实现蒸汽热量梯级利用的燃煤发电机组耦合液态压缩空气储能调峰系统。


背景技术：

[0002]
储能技术是促进可再生能源消纳，保障电网安全稳定运行的有效手段之一。目前，发展较为成熟的储能技术主要有抽水蓄能、压缩空气储能和电化学储能等。其中，压缩空气储能，特别是液态压缩空气储能，具有容量大、成本低、布置位置灵活等优势，是一种具有推广应用前景的大规模储能技术。但液态压缩空气储能系统中涉及空气的气液态转换，热量、冷量传递过程较多，系统的整体运行能效水平较低。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的目的在于解决现有液态压缩空气储能系统整体运行能效水平较低的问题，提供一种可实现蒸汽热量梯级利用的燃煤发电机组耦合液态压缩空气储能调峰系统。
[0004]
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
[0005]
一种蒸汽热量梯级利用的液态压缩空气储能调峰系统，包括燃煤发电机组、多个低压加热器、多个高压加热器，以及依次连接的空气压缩机、制冷膨胀机、气液分离装置、空气储罐、升压泵、空气加热器、空气膨胀机和第二发电机；
[0006]
所述燃煤发电机组内低压缸的排汽进入凝汽器换热，经凝结水泵后依次经过多个低压加热器，再依次经过除氧器和给水泵后，依次进入多个高压加热器，再返回燃煤发电机组内的锅炉；
[0007]
所述燃煤发电机组内高压缸的各段抽汽分别引入各高压加热器；低压缸的各段抽汽分别引入各低压加热器；中压缸的第三级抽汽引入由凝结水泵至除氧器的最后一个低压加热器，第二级抽汽引入除氧器，第一级抽汽引入空气加热器，换热后再进入由除氧器至锅炉的第一个高压加热器；
[0008]
空气在所述空气压缩机被加压后，进入制冷膨胀机膨胀放热，在气液分离装置中完成液态空气与气态空气的分离，液态空气存储在空气储罐中，完成空气压缩储能；对外释能发电时，空气储罐中液态空气经升压泵加压后进入空气加热器升温，之后进入空气膨胀机膨胀做功，驱动第二发电机发电。
[0009]
本实用新型进一步的改进在于：
[0010]
所述低压加热器设置有四个，包括第一低压加热器、第二低压加热器、第三低压加热器和第四低压加热器；
[0011]
所述燃煤发电机组内低压缸的第一级抽汽引入第三低压加热器，第二级抽汽引入第二低压加热器，第三级抽汽引入第一低压加热器；
[0012]
所述燃煤发电机组内中压缸的第三级抽汽引入第四低压加热器。
[0013]
所述高压加热器设置有三个，包括第一高压加热器、第二高压加热器和第三高压加热器；
[0014]
所述燃煤发电机组内高压缸的第一级抽汽引入第三高压加热器，第二级抽汽引入第二高压加热器；
[0015]
所述燃煤发电机组内中压缸的第一级抽汽引入空气加热器，换热后再进入第一高压加热器。
[0016]
所述燃煤发电机组包括依次连接的锅炉、高压缸、中压缸和低压缸；
[0017]
所述锅炉出口新蒸汽进入高压缸做功后，返回锅炉进行二次加热，再依次进入中压缸和低压缸膨胀做功，带动第一发电机发电。
[0018]
所述空气压缩机为一级空气压缩机或多级空气压缩机。
[0019]
所述空气膨胀机为一级空气膨胀机或多级空气膨胀机。
[0020]
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
[0021]
本实用新型蒸汽热量梯级利用的液态压缩空气储能调峰系统，采用燃煤发电机组再热后第一级抽汽作为液态压缩空气储能系统中空气加热器热源，实现对抽汽热量的合理梯级利用。避免了过热度较高的抽汽直接进入给水加热器换热造成不可逆损失增加。提高了系统的整体运行效率。
【附图说明】
[0022]
为了更清楚的说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0023]
图1为本实用新型蒸汽热量梯级利用的液态压缩空气储能调峰系统实施例的示意图。
[0024]
其中：1-锅炉、2-高压缸、3-中压缸、4-低压缸、5-第一发电机、6-凝汽器、7-凝结水泵、8-第一低压加热器、9-第二低压加热器、10-第三低压加热器、11-第四低压加热器、12-除氧器、13-给水泵、14-第一高压加热器、15-第二高压加热器、16-第三高压加热器、17-空气压缩机、18-制冷膨胀机、19-气液分离装置、20-空气储罐、21-升压泵、22-空气加热器、23-空气膨胀机、24-第二发电机。
【具体实施方式】
[0025]
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0026]
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都
属于本实用新型保护的范围。
[0027]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0028]
在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0029]
此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0030]
在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0031]
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
[0032]
参见图1，本实用新型提出一种可实现蒸汽热量梯级利用的燃煤发电机组耦合液态压缩空气储能调峰系统，作为一种最优方案，由锅炉1、高压缸2、中压缸3、低压缸4、第一发电机5、凝汽器6、凝结水泵7、第一低压加热器8、第二低压加热器9、第三低压加热器10、第四低压加热器11、除氧器12、给水泵13、第一高压加热器14、第二高压加热器15、第三高压加热器16、空气压缩机17、制冷膨胀机18、气液分离装置19、空气储罐20、升压泵21、空气加热器22、空气膨胀机23和第二发电机24组成。
[0033]
锅炉1出口新蒸汽进入高压缸2做功后返回锅炉1进行二次加热，之后依次进入中压缸3、低压缸4膨胀做功，带动第一发电机5发电。低压缸4排汽进入凝汽器6冷凝后，依次经过凝结水泵7、第一低压加热器8，第二低压加热器9，第三低压加热器10，第四低压加热器11，之后经过除氧器12、给水泵13后，进入第一高压加热器14，第二高压加热器15，第三高压加热器16，最后返回锅炉1，完成燃煤发电机组汽水循环。
[0034]
当液态压缩空气储能系统储能模式运行时，空气在空气压缩机17中加压后进入制冷膨胀机18膨胀放热，在气液分离装置19中完成液态空气与气态空气的分离，液态空气存储在空气储罐20中，所分离气态空气返回空气压缩机17入口重新进行压缩，完成液态压缩空气储能系统空气压缩液化储能过程。
[0035]
当液态压缩空气储能系统释能发电模式运行时，空气储罐20出口液态空气经升压泵21加压后进入空气加热器22升温，之后进入空气膨胀机23膨胀做功，驱动第二发电机24发电，完成液态压缩空气储能系统发电释能过程。
[0036]
燃煤发电机组三段抽汽一般为再热后第一级抽汽，蒸汽过热度较高，若直接进入对应给水加热器加热给水，则由于两者换热温差较大，导致不可逆损失增加。本实用新型提出的一种可实现蒸汽热量梯级利用的燃煤发电机组耦合液态压缩空气储能调峰系统，采用
燃煤发电机组三段抽汽作为液态压缩空气储能系统空气加热器热源。机组三段抽汽先进入空气加热器22中加热空气，使其升温气化，之后再进入机组第一高压加热器14中加热给水。从而实现对三段抽汽热量的合理梯级利用，提升系统整体运行经济性。
[0037]
以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。