道分别与甲烷制备装置和二氧化碳注入井的入口端连通;所述氢气存储器出口端与甲烷制备装置入口端通过管道相连通；所述甲烷制备装置出口端通过管道与甲烷注入井相连； --所述空气存储释能单元包括通过管路依次连接的多级压缩机组、空气压缩换热器、空气注入井、空气地下存储器、空气开采井、空气燃烧加热器、多级空气透平机组，其中:所述多级压缩机组通过管路经过空气压缩换热器的热侧后与空气注入井相连通;所述空气注入井与空气地下存储器相连通;所述空气地下存储器与空气开采井相连通;所述空气开采井通过管道与空气燃烧加热器入口端相连通;所述空气燃烧加热器入口端还通过管路分别与空气侧甲烷开采井、氧气存储器出口端相连通，所述空气侧甲烷开采井与甲烷注入井连通;所述空气燃烧加热器出口端通过管路与多级空气透平机组入口端相连通;所述多级空气透平机组出口端通过管路与二氧化碳输运主管道相连通； --所述二氧化碳存储释能单元包括二氧化碳注入井、供电模式二氧化碳开采井、高压级二氧化碳膨胀机、低压级二氧化碳膨胀机，其中:所述二氧化碳注入井出口端与地下存储容腔相连通;所述地下存储容腔与供电模式二氧化碳开采井入口端相连通;所述供电模式二氧化碳开采井出口端与所述高压级二氧化碳膨胀机入口端通过管路相连通;所述高压级二氧化碳膨胀机出口端经过并联的无供电管路和辅助供电管路与二氧化碳输运主管道相连通，辅助供电管路上设有低压级二氧化碳膨胀机，管路经过所述储热供热单元中的二氧化碳侧燃烧室冷侧后连通所述低压级二氧化碳膨胀机入口端； --所述储热供热单元包括低压级储热器、高压级储热器、低压级储热换热器、高压级储热换热器、二氧化碳侧燃烧室、二氧化碳侧燃烧室余热利用换热器，其中:所述低压级储热器、高压级储热器入口端经过管路与所述储水箱的供水端相连接，管路分别经过低压级空气换热器和高压级空气换热器的冷侧;所述低压级储热器、高压级储热器出口端分别经过管路与所述储水箱的回水端相连接，管路分别与低压级储热换热器、高压级储热换热器的热侧相连通;所述二氧化碳侧燃烧室入口端通过管路分别与二氧化碳侧甲烷开采井、氧气存储器出口端相连通，所述二氧化碳侧甲烷开采井与甲烷注入井连通，所述二氧化碳侧燃烧室经过并联的无供热管路和供热管路与二氧化碳输运主管道相连通，供热管路与二氧化碳侧燃烧室余热利用换热器热侧连通； --所述供冷单元包括空气膨胀装置、冷量利用换热器，其中:所述空气膨胀装置入口端通过管路与空气开采井相连通;所述空气膨胀装置出口端管路与冷量利用换热器冷侧相连通。2.根据权利要求1所述的压缩气体储能系统，其特征在于，所述储水箱供水口与电解设备之间的连接管路上设有电解设备供水端止回阀、电解设备供水端过滤器。3.根据权利要求1所述的压缩气体储能系统，其特征在于，所述二氧化碳输运主管道与甲烷制备装置相连的管道上设置有二氧化碳供应端过滤器、二氧化碳供应端压力调节器；所述甲烷制备存储单元还包括甲烷制备装置二氧化碳开采井，所述甲烷制备装置二氧化碳开采井与二氧化碳注入井连通，所述甲烷制备装置入口通过管路与甲烷制备装置二氧化碳开采井相连通，管路之间设置有甲烷制备装置二氧化碳开采井阀门、甲烷制备装置二氧化碳开采井过滤器、甲烷制备装置二氧化碳开采井温度调节器、甲烷制备装置二氧化碳开采井压力调节器。4.根据权利要求1所述的压缩气体储能系统，其特征在于，所述氢气存储器出口端与甲烷制备装置入口端之间的管道上设置有甲烷制备装置氢气供应端阀门。5.根据权利要求1所述的压缩气体储能系统，其特征在于，所述甲烷制备装置出口端与甲烷注入井相连的管道中间设置有甲烷制备装置出口分离设备、甲烷注入井入口过滤器、甲烷注入井入口压力调节器。6.根据权利要求1所述的压缩气体储能系统，其特征在于，所述空气燃烧加热器入口端与空气侧甲烷开采井之间设置有空气侧甲烷开采井阀门、空气侧甲烷开采井过滤器;所述空气燃烧加热器入口端与氧气存储器出口端之间设有氧气存储器氧气供应阀门、空气燃烧加热器氧气供应端阀门。7.根据权利要求1所述的压缩气体储能系统，其特征在于，所述二氧化碳注入井入口端通过二氧化碳注入井阀门与二氧化碳供应端压力调节器出口端相连通;所述供电模式二氧化碳开采井出口端与所述高压级二氧化碳膨胀机入口端管路之间设置有供电模式二氧化碳开采井阀门、供电模式二氧化碳开采井过滤器。8.根据权利要求1所述的压缩气体储能系统，其特征在于，所述低压级二氧化碳膨胀机入口端设有二氧化碳侧燃烧室二氧化碳供应端阀门，所述低压级二氧化碳膨胀机出口端设置有低压级二氧化碳释能阀门。9.根据权利要求1所述的压缩气体储能系统，其特征在于，所述二氧化碳侧燃烧室入口端与氧气存储器出口端之间设置有氧气存储器氧气供应阀门、二氧化碳侧燃烧室氧气供应端阀门；所述二氧化碳侧燃烧室入口端与二氧化碳侧甲烷开采井之间设置有二氧化碳侧甲烷开采井阀门、二氧化碳侧甲烷开采井过滤器;所述二氧化碳侧燃烧室出口端与二氧化碳输运主管道的管路之间设置有二氧化碳侧燃烧室排气分离器、二氧化碳侧燃烧室排气温度调节器。10.根据权利要求1所述的压缩气体储能系统，其特征在于，所述储水箱供水口与电解设备之间设有电解设备供水端开关阀；所述电解设备与氧气收集器、氢气收集器入口端之间设置有氢氧分离器、氢氧过滤器;所述氧气收集器出口端与氧气存储器的入口端之间设置有氧气压力调节器;所述氢气收集器出口端与氢气存储器的入口端之间设置有氢气压力调节器;所述二氧化碳输运主管道的出口端在与二氧化碳注入井相连的管道上设置有二氧化碳注入井阀门、在与甲烷制备装置相连的管道上设置有甲烷制备装置二氧化碳供应端阀门；所述甲烷制备装置出口端与甲烷注入井之间设置有甲烷注入井阀门；所述多级压缩机组与空气注入井之间设置有空气注入井阀门；所述空气开采井与空气燃烧加热器入口端之间设置有空气开采井阀门和空气燃烧加热器空气供应端阀门；所述空气开采井与空气膨胀装置入口端之间设置有空气冷量供应端阀门；所述多级空气透平机组出口端与二氧化碳输运主管道之间设置有透平机出口分离器;所述供电模式二氧化碳开采井出口端与所述高压级二氧化碳膨胀机入口端之间设置有供电模式二氧化碳开采井阀门；所述高压级二氧化碳膨胀机出口端的无供电管路上设有高压级二氧化碳释能阀门；所述低压级储热器、高压级储热器入口端与所述储水箱的供水端间设置有储热设备供水端开关阀；所述低压级储热器、高压级储热器出口端与所述储水箱的回水端间分别设置有低压级储热介质热量供应阀门、高压级储热介质热量供应阀门、低压级储热介质回收端阀门、高压级储热介质回收端阀门；所述二氧化碳侧燃烧室的无供热管路上设置有二氧化碳侧燃烧室排气阀，供热管路上设置有二氧化碳侧燃烧室余热供应端阀门、二氧化碳侧燃烧室余热回收端阀门。
【专利摘要】本实用新型涉及一种压缩气体储能系统，该系统在储能阶段利用富余电力完成水的电解，甲烷的制备，二氧化碳、甲烷和空气的压缩和地下存储，并完成空气压缩过程热的存储。在释能阶段，气体地下存储系统提供充足的甲烷、二氧化碳和空气，电解水系统和甲烷制备系统为二氧化碳释能系统和空气释能系统提供高温热量来源，保证二氧化碳释能系统与空气释能系统提供充足电能。空气压缩过程热与甲烷燃烧热用于热量供应，可根据用户对热量等级的差异提供不同品位的热量。空气释能系统膨胀后的空气为用户提供冷量供应。
【IPC分类】C25B1/04, F02C6/00, F24D11/00, F25B23/00, F01K25/10, F02C6/18, C07C9/04, B65D88/76, C07C1/12
【公开号】CN205260083
【申请号】CN201520940445
【发明人】张远, 杨科, 洪慧, 白井艳, 徐建中
【申请人】中国科学院工程热物理研究所
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年11月23日