一种基于液化空气的核电厂储能系统的制作方法

本技术涉及液化空气储能领域，尤其涉及一种基于液化空气的核电厂储能系统。

背景技术：

1、核电机组的功率大，单机组容量高，为用电区域的基本负荷需求提供有力保障。随着核电机组数量和装机容量的增加，以及用电区域峰谷负荷的差距增大，核电厂参与调峰调频也逐渐被提上日程。受制于核电运行的安全性和功率控制的响应性，目前参与调峰调频的核电机组数量很少。为了消纳用电低估时期发电机组多余的出力，一些电厂配套了储能设施，在用电低谷时存储能量，在用电高峰时把储存的能量释放出来，从而得到削峰填谷的目的。

2、现有的储能方式包括抽水蓄能和电化学储能，核电站主要建设在沿海地区，不能满足抽水蓄能的地形要求，电化学性能以锂电池为主，长期使用后其充电能力会大幅衰减，且存在安全隐患，不适用于核电站。

3、如专利号为cn 217681873 u的专利中公开了一种液化空气储能和火力发电的耦合系统，其通过液化空气系统进行储能，但还未能对汽轮机的蒸汽热能充分利用。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种基于液化空气的核电厂储能系统。

2、本实用新型的创新点在于设计了一套基于液化空气的储能系统，实现核电机组调峰调频运行。

3、为实现上述实用新型目的，本实用新型的技术方案是：

4、一种基于液化空气的核电厂储能系统，包括核能发电单元、空气液化单元、液化空气发电单元；其特征在于，所述核能发电单元包括依次闭环管道连接的蒸汽发生器、第一汽轮机、凝汽器，第一汽轮机上通过传动轴连接有第一发电机，蒸汽发生器处设有提供热量的反应堆；

5、空气液化单元包括通过液化管道依次连通的多级压缩机、蓄冷回热器、第一膨胀机、液态空气罐；所述多级压缩机同轴连接有第二汽轮机，第一汽轮机的中压缸上设有将第二汽轮机和闭环管道连通的支管；多级压缩机上设有空气入口；

6、液化空气发电单元包括通过汽化管道依次连通的液态空气罐、低温泵、蓄冷回热器、一级冷却器、二级冷却器、膨胀发电机组；膨胀发电机组上设有空气出口；

7、支管上设有一号换热器，一号换热器和一级冷却器之间通过一号循环管道连通，一号循环管道上设有储热器和储冷器；二级冷却器和冷凝器通过二号循环管道连通，一号循环管道和二号循环管道内通入有换热介质；一号循环管道内的换热介质依次通过一级冷却器、储冷器、一号换热器、储热器。

8、在用电低谷时，多级压缩机作为负载，将多余的电力液化后存储，在用电高峰时利用液化空气膨胀发电，实现了用电负荷的削峰填谷，核电厂调峰调频的灵活运行，提高了系统的整体效率，同时对冷能合理利用，吸收发电时产生的乏热，减少核电的热污染。

9、作为优选，液态空气罐上设有空气回流口，空气回流口与多级压缩机的空气入口通过回流管连通，回流管穿过蓄冷回热器。利用空气冷量给蓄冷回热器提供冷量。

10、作为优选，多级压缩机的空气入口处设有过滤器。提高空气洁净程度。

11、本实用新型的有益效果是：

12、1、本实用新型中设计了一套基于液化空气的储能系统，实现核电机组调峰调频运行。

13、2、本实用新型中加入回流管利用空气冷量给蓄冷回热器提供冷量

技术特征：

1.一种基于液化空气的核电厂储能系统，包括核能发电单元、空气液化单元、液化空气发电单元；其特征在于，所述核能发电单元包括依次闭环管道连接的蒸汽发生器、第一汽轮机、凝汽器，第一汽轮机上通过传动轴连接有第一发电机，蒸汽发生器处设有提供热量的反应堆；

2.根据权利要求1所述的基于液化空气的核电厂储能系统，其特征在于，液态空气罐上设有空气回流口，空气回流口与多级压缩机的空气入口通过回流管连通，回流管穿过蓄冷回热器。

3.根据权利要求1所述的基于液化空气的核电厂储能系统，其特征在于，多级压缩机的空气入口处设有过滤器。

技术总结
本技术公开了一种基于液化空气的核电厂储能系统，包括核能发电单元、空气液化单元、液化空气发电单元；所述核能发电单元包括依次闭环管道连接的蒸汽发生器、第一汽轮机、凝汽器，第一汽轮机上通过传动轴连接有第一发电机，蒸汽发生器处设有提供热量的反应堆；空气液化单元包括通过液化管道依次连通的多级压缩机、蓄冷回热器、第一膨胀机、液态空气罐；多级压缩机上设有空气入口；液化空气发电单元包括通过汽化管道依次连通的液态空气罐、低温泵、蓄冷回热器、一级冷却器、二级冷却器、膨胀发电机组。本技术中设计了一套基于液化空气的储能系统，实现核电机组调峰调频运行。

技术研发人员：徐永华,刘兵,潘东平,陆俊,陈美华,吴豪,罗天鹏,吴志萍,蒋鑫
受保护的技术使用者：无锡市永良成新能源有限公司
技术研发日：20230605
技术公布日：2024/1/15