一种温度自适应的蓄热式压缩空气储能系统的制作方法

文档序号:12259563阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种温度自适应的蓄热式压缩空气储能系统,包括多级空气压缩系统、储气系统、多级空气膨胀做功系统、梯级储热系统和热能梯级利用系统,其特征在于,

--所述多级空气压缩系统包括多级空气压缩机和多级多流道回热器,其中,所述多流道回热器的液侧包括至少一高温液侧流道和一中温液侧流道;多级空气压缩系统的初级压缩机进气口与大气连接,中间各级回热器设置在相邻各级空气压缩机之间的气体管路上,末级回热器设置在最后一级空气压缩机和储气系统之间的气体管路上;

--梯级储热系统包括至少一高温储液罐、至少一中温储液罐和至少一低温储液罐,其中,低温储液罐出口与各级回热器的液侧所有流道的进口连接,各级回热器的液侧高温流道出口与高温储液罐进口连接,各级回热器的液侧中温流道出口与中温储罐进口连接,各级回热器的液侧高温流道出口同时与中温储罐进口连接;所述高温储液罐的进口处设置有阀门,各级回热器的液侧高温流道出口与中温储罐进口之间的连接管路上设置有阀门,所述高温储液罐和中温储液罐的出口处均设置有阀门;

--多级空气膨胀做功系统包括多级空气膨胀机和多级再热器,其中,初级再热器设置在储气系统和初级空气膨胀机之间的气体管路上,中间各级再热器设置在相邻各级空气膨胀机之间的气体管路上,末级膨胀机的排气口与大气连接;各级再热器液侧进口同时与高温储液罐出口和中温储液罐出口连接,各级再热器液侧出口与低温储罐进口连接;

--热能梯级利用系统包括供热换热器和制冷机组,其中,所述供热换热器的热侧进口与中温储液罐出口连接,供热换热器热侧出口与低温储液罐进口连接;制冷机组热侧流体进口与中温储液罐出口连接,制冷机组热侧流体出口与低温储液罐进口连接。

2.根据权利要求1所述的蓄热式压缩空气储能系统,其特征在于,在储能开始阶段,打开各级回热器的液侧高温流道出口与中温储罐进口之间的连接管路上的阀门,关闭其余各阀门,低温储热工质由低温储液罐内进入各级多流道回热器内与高温压缩空气交换热量,当储热工质出口温度没有达到设定温度时,吸热后的中温储热工质由各级多流道回热器的液侧出口进入中温储液罐。

3.根据权利要求2所述的蓄热式压缩空气储能系统,其特征在于,在储能稳定运行一段时间以后,各级多流道回热器液侧高温流道出口温度达到设定温度以上,打开所述高温储液罐进口处的阀门,关闭其余各阀门,各级多流道回热器液侧高温流道出口与高温储液罐连接,高温储热工质进入高温储液罐保存,多流道回热器的液侧中温流道出口输出的中温储热工质进入中温储液罐储存。

4.根据权利要求1所述的蓄热式压缩空气储能系统,其特征在于,在空气压缩系统启动、停机和调节过程中,较低温度的蓄热工质进入中温储液罐,而不进入高温储液罐。

5.根据权利要求1所述的蓄热式压缩空气储能系统,其特征在于,在释能开始前,打开中温储液罐出口处的阀门,关闭高温储液罐出口处的阀门,中温储液罐内的中温储热工质进入各级再热器内预热。

6.根据权利要求5所述的蓄热式压缩空气储能系统,其特征在于,释能开始时,打开高温储液罐出口处的阀门,关闭中温储液罐出口处的阀门,各级膨胀机再热器进口与高温储液罐出口连接,高温储热工质进入各级再热器内加热高压空气,加热后的高压空气驱动空气膨胀机做功。

7.根据上述权利要求所述的蓄热式压缩空气储能系统,其特征在于,所述储气系统包括空气储罐,所述空气储罐进口与末级回热器气侧出口连接,所述空气储罐出口与初级再热器气侧进口连接。

8.根据上述权利要求所述的蓄热式压缩空气储能系统,其特征在于,所述中温储液罐存储储能过程中产生的中温蓄热工质,所述高温储液罐存储储能过程中产生的高温蓄热工质,供热换热器、制冷机组以及各级再热器的储热工质进口与中温储液罐出口连接,实现热能的梯级利用,提高系统效率。

9.根据上述权利要求所述的蓄热式压缩空气储能系统,其特征在于,所述蓄热工质为水、醇类、熔融盐、导热油、类离子流体、相变材料等材料中的1种或至少2种的混合物。

10.根据上述权利要求所述的蓄热式压缩空气储能系统,其特征在于,所述高温储液罐、中温储液罐和低温储液罐顶部通过气体管道连接,使三者内部气相空间压力平衡。

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