的第一示例性实施方案，其中冷储存系统被构造为空气液化和蒸发系统，
[0032]图3至图5显示在根据图2的系统中使用的空气蒸发器的三种替代性实施方案，
[0033]图6至图12显示具有不同冷储存系统的其他示例性实施方案，
[0034]图13至图17显示用于前述各示例性实施方案的发电设备的三种替代性实施方案，并且
[0035]图18显示空气蒸发器的替代性实施方案。
[0036]在各个附图中，相互对应的组件和方法步骤带有相同的标号。系统中各不运行的部件被划去。在所有示例性实施方案中，虽然空气压缩单元没有提供其他较大的空气消耗构件(这是很有可能的)，但空气压缩单元提供用于其他目的的较少量的空气(例如:仪表空气)。但是，在附图中只显示了 “一次压缩空气流”，其供给发电设备和/或冷储存系统。在示例性实施方案中的“第一压力水平”约为5bar，“第二压力水平”约为17bar。
[0037]在图1中，大致示意性显示的根据本发明的组合系统具有空气压缩系统100、冷储存系统200以及发电设备300。所述空气压缩系统100包括一次空气压缩机2和第一升压器10，所述冷储存系统200包括用于从压缩空气产生冷量的构件201、用于储存在过程中产生的冷量的构件202以及用于产生具有更高的第二压力水平的压缩空气流的构件203。发电设备300具有燃烧单元和燃烧涡轮机，其连接到发电机(未在图1中详细显示)。
[0038]三种运行模式示于图1中:
[0039]A 第一运行模式”(纯装载运行)
[0040]B 第二运行模式”(纯卸载运行)，以及
[0041]C 第三运行模式”(正常运行-纯产生能量)
[0042]A’:修改后的“第一运行模式”(联合装载运行与产生能量)
[0043]B’:修改后的“第二运行模式”(联合卸载运行与直接来自一次空气压缩机的燃烧空气)。
[0044]在第一运行模式A中，第一升压器10、发电设备300以及用于产生压缩空气流的构件203是不运行的。只有冷储存器202被装载。在一次空气压缩机2内，大气空气99被压缩到第一压力水平。“一次压缩空气流”101作为“第一压缩空气流”完全被引导入用于从压缩空气产生冷量的构件201，在那里产生的冷量被储存在冷储存构件202中。
[0045]在第二运行模式B下，所述第一升压器10和用于从压缩空气产生冷量的构件201是不运行的。只有冷储存器202被装载。在一次空气压缩机2内，大气空气99被压缩到第一压力水平。在冷储存器202中储存的冷量的帮助下，“一次压缩空气流” 101被完全作为“第一压缩空气流”导入用于产生压缩空气流的构件203。在这个过程中产生的“第三压缩空气流”204在第二压力水平下，并且作为燃烧空气被引导入发电设备(300)。膨胀做功的燃烧气体301被吹出到大气(amb)中，如果需要的话，此前适当地纯化，或者此前分离二氧化碳。
[0046]在第三运行模式C下，冷储存系统200是完全不运行的。(当然，除了自然损失外，储存在冷储存器202中的冷量被保持；然而，冷储存器不进行针对性的装载或卸载。)只运行发电设备，但是一次空气压缩机2继续起作用。作为“第二压缩空气流” 103，全部一次压缩空气流101在第一升压器10内升压到第二压力水平，并在发电设备300内用作燃烧空气104。在此运行模式下，空气流104优选构成发电设备300的燃烧空气的单一来源。
[0047]在修改后的第一运行模式A’下，只有用于生成压缩空气流的构件203是不运行的。一次压缩空气流101在冷储存系统200 (第一压缩空气流102)和发电设备(第二压缩空气流103)之间进行分配。因此，在同一时间，冷储存器202被装载，并在发电设备300内产生电能。原则上，任何所需比例的所述一次压缩空气流101可以作为第一压缩空气流102被引导入冷储存系统200。对于相对长的时间，优选50-100%被引导入所述冷储存系统。一般仅在改变到正常运行C或纯装载运行A期间短暂地取得超出这个数值范围的值。
[0048]在修改后的第二运行模式B’下，只有用于从压缩空气产生冷量的构件201是不运行的。同样地，一次压缩空气流101在冷储存器系统200 (第一压缩空气流102-下文称为203)和发电设备(第二压缩空气流103)之间分配。因此，在同一时间，冷储存器202被卸载并且给发电设备300提供额外的燃烧空气104，其(除了升压10)直接到达一次空气压缩机2。原则上，任何所需比例的所述一次压缩空气流101可以作为第一压缩空气流102被引导入冷储存系统200。对于相对长的时间，优选50-100%被引导入所述冷储存系统。一般只在改变到正常运行C或纯卸载运行B期间短暂地取得超出这个数值范围的值。
[0049]用于从压缩空气产生冷量的构件201和用于产生压缩空气流的构件203可以通过单独的设备组形成，如图1所示。然而，优选地，用于从压缩空气产生冷量的构件201的设备的一个、几个或所有部件同时是用于产生压缩空气流的构件203的组成部分；于是，在第一运行模式和第二运行模式下均使用这些设备部件。因此，设备支出被进一步降低。
[0050]图2示出了本发明的第一示例性实施方案，其中所述冷储存系统200被构造为空气液化和蒸发系统。显示了来自图1的运行案例A至C ;在本文中，运行案例A’和B’当然也类似地是可以的。此外，图2仍然是示意性的；然而，与从图1中省略的或者以普通术语显示的相比，显示了更多的细节。在图2中，对于显示的所有三种运行情况，所有存在的管线被纳入；然而，在每种情况下，只在粗体线条显示的那些之内发生流动，在相应的运行情况下，其余的是不运行的。
[0051]除了所有的空气的进气管线99和实际的一次空气压缩机2，空气压缩系统100具有过滤器1、预冷器3和升压器10的再冷器98。一次空气压缩机2和升压器10分别由一道流构成。一次空气压缩机2具有三至四个级，升压器10具有一至三个级。净化装置4被加入“第一压缩空气流”的管线102/102a中，在该空气流进入冷储存系统200的冷部件之前，其特别地去除水和二氧化碳。发电设备的这些部件以及下文描述的冷储存系统的元件在示例性实施方案中以空气液化技术以及低温空气分馏系统中常用的方式构造。
[0052]在图2的示例性实施方案中，“用于从压缩空气产生冷量的构件”被构造成空气液化器201，“用于储存在过程中产生的冷量的构件”被构造成液态空气罐202，并且“用于产生具有第二压力水平的压缩空气流的构件“被构造成空气蒸发器203。在图2的实施例中，空气液化器201和空气蒸发器203是完全独立的。
[0053]在第一运行模式A (纯装载运行)下，再次仅有冷储存器202被装载并且仅空气液化器201是可运行的。在此，通过清洁构件4并通过管线102a，一次压缩空气流101作为第一压缩空气流102被完全送至空气液化器201。
[0054]第一部分210(其可以同时形成在权利要求书意义上的“第一分流”和“第二分流”)在具有再冷器5b的第二升压器5a中升压到6-lObar的压力，在二次热交换器26中被冷却，并在第一空气涡轮机5内膨胀到略高于大气压力并做功。第一空气涡轮机5被机械地耦合到第二升压器5a上。所述膨胀做功的空气在一次热交换器21的冷部件中加热，并在二次热交换器26内进一步加热至约环境温度，并最终经由管线211被吹出到大气中或用于干燥目的。
[0055]在外部由电动机驱动并具有再冷器Ilb的再循环压缩机11中，以及在具有再冷器12b的第三升压器12a中，纯化的第一压缩空气流102a的剩余部分212被进一步压缩至30-60bar的更高的第三压力水平；并且，最后在驱动第三升压器12a的第二空气涡轮机12内，所述剩余部分的第一部分膨胀到第二压力水平并做功，在一次热交换器21内被再次加热，并被送回至再循环压缩机11的入口。第三压力水平的压缩空气的剩余部分在一次热交换器21内被冷却，在第一节流阀22内被伪液化并膨胀到第二压力水平，并被引导入分离器(相分离器)23。在过冷器24内，来自分离器23的液态空气被进一步冷却，并且大部分被引导入液态空气罐202，其在该示例性实施方案中处于正压力(第二压力水平)下。在一次热交换器21内，来自分离器23的闪蒸气体213被加热到约环境温度，并被送回再循环压缩机11的入口。在第二节流阀25内，小部分过冷液态空气进一步膨胀到约大气压力，在过冷器24内加热，并与来自第一空气祸轮机5的废气混合。
[0056]在第二运行模式B (纯卸载运行)下，发电设备300和空气蒸发器203，所述发电设备只从所述空气蒸发器获取其燃烧空气。在此，通过清洁装置4并通过管线102a，一次压缩空气流101作为第一压缩空气流102被全部供给到空气蒸发器203，并为蒸发和加热储存的液态空气提供热量，此外，其本身形成燃烧空气的一部分。
[0057]纯化的第一压缩空气流102a的第一部分在另一个二次热交换器29和另一个一次热交换器28内被冷却而没有被液化，在第一冷压缩机31内达到第二压力水平，在二次热交换器29内再次被加热到环境温度，并被送入燃烧空气管线204。第二部分在一次热交换器28内被冷却到中间温度(在本实施例中为150K)，并且在第二冷压缩机32内达到第二压力水平，并送入燃烧空气管线204。
[0058]从液态空气罐202中取出液态空气，在栗27内达到第二压力水平，并被送入一次热交换器28内蒸发和加热。
[0059]所述发电设备包括燃烧涡轮机，其包括燃烧室(燃烧单元)42、用于燃烧气体303的膨胀器44以及用于产生电能的发电机43，但不具有用于燃烧空气的压缩机。相反，在膨胀器44内获得的所有机械能经由机械耦合被传递至发电机43。
[0060]在加热器41内，燃烧空气204与膨胀的燃烧气体304方向相反被加热，并进入燃烧室(燃烧单元)42，在其中，具体由天然气形成的燃料302被燃烧。在燃烧涡轮机内，