[发明专利]一种蓄热式压缩空气储能系统

权利要求书

1.一种蓄热式压缩空气储能系统，包括压缩机组、蓄热系统、膨胀机组和压缩空气存储装置，其特征在于，

--所述压缩机组包括至少两级压缩机，其中，第一级压缩机的进口接空气源，最后一级压缩机的出口与压缩空气存储装置的进口之间的通气管线上设置末级换热器，中间相邻两级压缩机之间的通气管线上设置有级间换热器；

--所述膨胀机组包括至少两级膨胀机，其中，第一级膨胀机进口与压缩空气存储装置出口之间的通气管线上设置首级换热器，最后一级膨胀机出口通大气；中间相邻两级膨胀机之间的通气管线上设置有级间换热器；

--所述压缩机组中的末级换热器和所述膨胀机组中的首级换热器为同一换热器，最后一级压缩机的出口与该换热器的气侧端口A连接，该换热器的气侧端口B与压缩空气存储装置的进口连接，第一级膨胀机的进口与该换热器的气侧端口A连接，该换热器的气侧端口B与压缩空气存储装置的出口连接；所述压缩机组和膨胀机组中的级间换热器为共用的换热器，相邻两级压缩机中，上一级压缩机的出口与所述级间换热器的气侧端口A连接，所述级间换热器的气侧端口B与下一级压缩机的进口连接；相邻两级膨胀机中，上一级膨胀机的出口与所述级间换热器的气侧端口B连接，所述级间换热器的气侧端口A与下一级膨胀机的进口连接；

--所述蓄热系统包括冷罐和热罐，所有换热器的液侧端口A均通过通液管线与所述冷罐的进出液端口连通，所有换热器的液侧端口B均通过通液管线与所述热罐的进出液端口连通；

--各所述级间换热器的气侧端口A处均设置有三通换向阀Ⅰ，所述三通换向阀Ⅰ的端口a与级间换热器的气侧端口A连通，端口b与上一级压缩机的出口连通，端口c与下一级膨胀机的进口连通；各所述级间换热器的气侧端口B处均设置有三通换向阀Ⅱ，所述三通换向阀Ⅱ的端口a与级间换热器的气侧端口B连通，端口b与下一级压缩机的进口连通，端口c与上一级膨胀机的出口连通；所述末级换热器的气侧端口A处均设置有三通换向阀Ⅲ，所述三通换向阀Ⅲ的端口a与末级换热器的气侧端口A连通，端口b与最后一级压缩机的出口连通，端口c与第一级膨胀机的进口连通。

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：所述末级换热器的气侧端口B与压缩空气存储装置的进口和出口之间的通气管线上均设置有控制阀门。

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：所述冷罐和/或热罐进出液端口处的通液管线上设置有液体泵。

4.根据权利要求3所述的蓄热式压缩空气储能系统，其特征在于：所述冷罐和/或热罐进出液端口处的通液管线上设置有控制阀门。

5.根据权利要求4所述的蓄热式压缩空气储能系统，其特征在于：所述压缩空气储能系统储能时，各三通换向阀的端口a与端口b连通，端口a与端口c关闭，各三通换向阀与各级压缩机及相应换热器气侧相连的管线处于通路状态，各三通换向阀与各级膨胀机及相应换热器气侧相连的管线处于关闭状态；所述末级换热器的气侧端口B与压缩空气存储装置的进口之间的控制阀门打开，所述末级换热器的气侧端口B与压缩空气存储装置的出口之间的控制阀门关闭；所述冷罐中的低温换热介质在液体泵的驱动下流经所有换热器的液侧后汇流至所述热罐中。

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：所述压缩空气储能系统释能时，各三通换向阀的端口a与端口b关闭，端口a与端口c连通，各三通换向阀与各级压缩机及相应换热器气侧相连的管线处于关闭状态，各三通换向阀与各级膨胀机及相应换热器气侧相连的管线处于通路状态；所述末级换热器的气侧端口B与压缩空气存储装置的进口之间的控制阀门关闭，所述末级换热器的气侧端口B与压缩空气存储装置的出口之间的控制阀门打开；所述热罐中的高温换热介质在液体泵的驱动下流经所有换热器的液侧后汇流至所述冷罐中。

7.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：所述压缩空气储能系统还包括驱动单元和动力输出单元，所述驱动单元与压缩机组的传动轴固接；所述动力输出单元与膨胀机组的传动轴固接。

8.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：各换热器的工作压力不低于压缩机组侧或膨胀机组侧最高工作压力，系统储能时通过各换热器回收压缩机组的压缩热，系统释能时通过各换热器加热进入膨胀机组之前的工作气体。