[发明专利]高压液态空气储能/释能系统

权利要求书

1.一种高压液态空气储能/释能系统，包括压缩机组（1）、蓄冷器（2）、低温换热器（3）、高压低温储罐（4）、低温膨胀机组（6）、蓄热/换热器（7，7'）、主膨胀机组（8）、驱动单元（9）、发电机（24），其特征在于，

所述储能/释能系统包括储能子系统和释能子系统：

所述储能子系统中，所述驱动单元（9）驱动压缩机组（1），所述压缩机组（1）、蓄冷器（2）、低温换热器（3）、高压低温储罐（4）的底部液体侧经管线（10、11、12）依次顺序联通，所述高压低温储罐（4）的顶部气体侧、低温膨胀机组（6）、低温换热器（3）、蓄冷器（2）经管线（13、15、16、17）依次顺序联通，且所述低温膨胀机组（6）和高压低温储罐（4）之间的管线（13）上设有调节阀门Ⅰ（14）；

所述释能子系统包括自增压单元和做功单元，其中，所述自增压单元包括自增压器（5），所述自增压器（5）一端连接所述高压低温储罐（4）的底部液体侧，另一端连接所述高压低温储罐（4）的顶部气体侧，且所述自增压器（5）和高压低温储罐（4）的底部液体侧之间的管线上设有调节阀门Ⅱ（19）；所述做功单元中，所述高压低温储罐（4）的底部液体侧、蓄冷器（2）、蓄热/换热器（7，7'）、主膨胀机组（8）经管线（20、22、23）依次连接，所述高压低温储罐（4）的底部液体侧和蓄冷器（2）之间的管线（20）上设有调节阀门Ⅲ（21），所述主膨胀机组（8）驱动发电机（24）。

2.根据权利要求1所述的高压液态空气储存能量的储能/释能系统，其特征在于，

其储能流程为：

利用驱动单元（9）驱动压缩机组（1），将一定量的空气压缩至常温高压状态；常温高压空气进入蓄冷器（2）中冷却，高压空气经过蓄冷器（2）和低温换热器（3）后温度降至液化温度以下变成高压低温液态空气；高压低温液态空气进入高压低温储罐（4）存储；与此同时高压低温储罐（4）内部的气态高压空气经低温膨胀机组（6）膨胀后产生低温冷能，通过低温换热器（3）将冷能传给主路的高压空气，并经过蓄冷器（2）释放剩余冷能；

其释能流程为：

自增压器（5）通过吸热使得部分液态空气气化使高压低温储罐（4）增压，高压液态空气在蓄冷器（2）中升温至常温高压状态并回收冷能，在蓄热/换热器（7，7'）中吸收热量使高压空气进一步升温，然后进入主膨胀机组（8）膨胀做功，带动发电机（24）发电。

3.根据权利要求1或2所述的高压液态空气储能/释能系统，其特征在于：所述自增压器（5）由金属盘管或翅片管制成，加热介质为水或空气。

4.根据权利要求1或2所述的高压液态空气储能/释能系统，其特征在于：所述高压低温储罐（4），为高压杜瓦储罐或高压低温储槽，液态空气在中高压状况下储存，压力为3.8MPa以上。

5.根据权利要求1或2所述的高压液态空气储能/释能系统，其特征在于：所述驱动单元（9），为驱动电机或风力机；为驱动电机时，是以常规电站低谷电、核电、风电、太阳能发电、水电或潮汐发电其中的一种或多种电源。

6.根据权利要求1或2所述的高压液态空气储能/释能系统，其特征在于：所述蓄热/换热器（7）通过管线（26）与太阳能集热器或工业余热/废热流体相通连，形成载热循环回路，将余热、废热或太阳能集热储存在蓄热/换热器（7）中用于加热高压空气。

7.根据权利要求1或2所述的高压液态空气储能/释能系统，其特征在于：所述储能子系统中，所述压缩机组（1）产生的高压空气经所述蓄热/换热器（7'）冷却后进入蓄冷器（2）。

8.根据权利要求7所述的高压液态空气储能/释能系统，其特征在于：所述释能子系统中还包括高温蓄热/换热器（7），经所述蓄热/换热器（7'）加热后的高压空气通过所述高温蓄热/换热器（7）后进入所述主膨胀机组（8），所述高温蓄热/换热器（7）为余热/废热换热器，通过管线（26）与太阳能集热器或工业余热/废热流体相通连，通过余热/废热换热器直接加热高压空气，来提高进主膨胀机组（8）前高压空气的温度。

9.根据权利要求1或2所述的高压液态空气储能/释能系统，其特征在于：空气压缩、冷却过程中还包括空气净化与纯化，除去空气中的固体物及杂质气体；空气净化与纯化设备集成在所述压缩机组（1）和/或蓄冷器（2）中。

10.根据权利要求1或2所述的高压液态空气储能/释能系统，其特征在于：所述压缩机组（1），总压比在36～340之间，当为多台压缩机时，多台压缩机为共轴串联形式、或分轴并联形式，并联形式中，各分轴与主驱动轴动连接；所述主膨胀机组（8），总膨胀比在38～340之间，末级膨胀机排气接近常压，当为多台膨胀机时，多台膨胀机为共轴串联形式、或分轴并联形式，并联形式中，各分轴与主驱动轴动连接，各级膨胀机的进气均先经过蓄热/换热器（7，7'）加热升温。