[实用新型]一种新型流程的超临界空气储能系统

权利要求书

1.一种新型流程的超临界空气储能系统，包括动力驱动单元（32）、压缩机组（C1、C2）、低温储罐（15）、低温泵（19）、涡轮机组（T1、T2）、动力输出单元（29），其特征在于： 

所述系统还包括蓄热/换热器组（2、5），所述蓄热/换热器组（2、5）与压缩机组（C1、C2）和涡轮机组（T1、T2）相配套，至少包括两个蓄热/换热器，分别处于不同的工作压力下，系统储能时储存取自压缩机组（C1、C2）间冷的热量和末级排气热量，系统释能时用以加热涡轮机组（T1、T2）的工作气体； 

所述系统还包括蓄冷/换热器组（8、10），所述蓄冷/换热器组（8、10）与膨胀机组（E1、E2）和涡轮机组（T1、T2）相配套，至少包括两个蓄冷/换热器，分别处于不同的工作压力下，储存系统储能和释能过程的冷量； 

所述系统还包括膨胀机组（E1、E2），系统储能时所述压缩机组（C1、C2）将空气压缩至超临界状态后，通过所述膨胀机组（E1、E2）或所述膨胀机组（E1、E2）与节流阀（13）的组合将超临界空气降温降压至液态，液态空气储存至所述低温储罐（15）中；所述膨胀机组（E1、E2）与压缩机组（C1、C2）中的至少一台压缩机同轴连接，或通过变速箱（33）连接提供动力，或为其他设备供电或提供动力； 

所述系统分为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（32）、压缩机组（C1、C2）、蓄热/换热器组（2、5）、膨胀机组（E1、E2）、蓄冷/换热器组（8、10）、节流阀（13）、低温储罐（15）经一管线 组（1、3、4、6、7、9、11、12、14）依次顺序联通；所述释能子系统中，所述低温储罐（15）、调节阀（17）、低温泵（19）、蓄冷/换热器组（8、10）、蓄热/换热器组（2、5）、涡轮机组（T1、T2）、发电机（29）经另一管线组（16、18、20、21、22、23、24、25、27、28）依次顺序联通； 

所述压缩机组（C1、C2）包括至少两台压缩机，相互串联或集成为整体多级压缩机组，其中第一级压缩机（C1）的进气口接空气源（A），上一级压缩机出口经管线穿过对应压力的蓄热/换热器（2）后与下一级压缩机的进气口相连，最后一级压缩机的出气口经管线（4）穿过所述蓄热/换热器组的高压蓄热/换热器（5），先后进入膨胀机组（E1、E2）和蓄冷/换热器组（8、10）后经过管线（12、14）进入低温储罐（15）； 

所述涡轮机组（T1、T2）包括至少一台涡轮机，相互串联或集成为整体多级涡轮机组，所述低温储罐（15）中的液态空气经管线依次通过调节阀（17）、低温泵（19）、蓄冷/换热器组（10、8）、蓄热/换热器组（5、2）转变为超临界状态的空气后通入涡轮机组，各级涡轮机中，上一级涡轮机的出气口经管线穿过所述蓄热/换热器组中的一个吸热后与下一级涡轮机的进气口相联通，最后一级涡轮机（T1）的出气口通大气。 

2.根据权利要求1所述的超临界空气储能系统，其特征在于：所述膨胀机组（E1、E2）包括至少一台膨胀机；所述膨胀机组（E1、E2）可通过变速箱（33）直接驱动所述压缩机组（C1、C2）中的某一级；所述驱动单元（32）与压缩机组（C1、C2）的传动轴固接；所述动力输出单元（29）与涡轮机组（T1、T2）的传动轴固接。 

3.根据权利要求1或2所述的超临界空气储能系统，其特征在于： 所述低温储罐（15）为杜瓦储罐或低温储槽，储存的介质是液态空气。 

4.根据权利要求1所述的超临界空气储能系统，其特征在于：所述蓄热/换热器组（2、5）为绝热保温容器，蓄热介质储存在容器中，超临界空气在其中与蓄热介质直接接触换热或非直接接触换热，蓄热方式为显热、潜热蓄热中的一种或组合；储能时，蓄热/换热器组（2、5）回收并储存压缩机产生的压缩热，释能时，加热进各级涡轮机前的压缩空气。 

5.根据权利要求1所述的超临界空气储能系统，其特征在于：所述蓄冷/换热器组（8、10）为绝热保温容器，蓄冷介质存储在容器中，超临界空气或液态空气在其中与蓄冷介质直接接触换热或非直接接触换热，其蓄冷形式是显热蓄冷或固液相变蓄冷中的一种或组合；储能时，蓄冷/换热器(8、10)将超临界空气冷却至81K-150K，释能时，回收并储存液态空气升温过程中释放的冷量。