[实用新型]一种非节流增湿增焓的压缩空气储能系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及热能发电技术领域，特别是涉及一种非节流增湿增焓的压缩空气储能系统。

背景技术

当前，电力需求持续增长，可再生能源发电所占份额逐年增加，且由于可再生能源存在固有的间歇性缺点，以及用户侧的用电峰谷差越来越大，这些问题使电网调峰问题十分突出，发展储能技术可有效平抑电网负荷峰谷波动。

压缩空气储能电站具有储能效率高、单位储能功率成本低等优点，是适合大规模电能存储技术手段之一。传统的压缩空气储能系统的基本工作流程为：在充气储能过程中,电动机带动压气机工作，常压空气经压气机升温升压后，高温高压的压缩空气被送入到储热装置中，压缩空气的压缩热被储热装置吸收蓄热，经储热装置换热冷却后的压缩空气被送入到储气室内储存；在放气释能过程中，压缩空气从储气室中被释放出来，压缩空气首先经过节流降压阀门节流降压，而后进入储热装置内吸收存储在储热装置中的压缩热，最后被加热后的压缩空气再被送入透平做功，从而带动发电机工作发电，从而完成放气释能发电过程。

上述传统方案需要在储气室出口安装节流降压阀门控制进入透平的空气压力，从而保证透平进气压力的稳定。然而节流降压阀门的存在也使得压缩空气在降压过程产生了很大的节流损失。并且在放气释能过程中，随着储气室内压缩空气压力的不断降低，储气室内压缩空气的温度也随之下降，从而使储气室出口的压缩空气温度随之也不断降低；与此同时，压缩空气经过节流降压阀门节流后，压缩空气的温度也进一步降低。两种因素叠加，最终导致透平进口压缩空气温度降低比较明显，节流损失也比较巨大，工质的做功能力显著下降。且透平进口温度降低，会使透平功率下降，为保证透平功率稳定，必须随之提高做功工质的流量，开大节流降压阀门的开度，从而使得透平进气压力提高，这将加剧透平进口工质参数的不稳定，最终造成透平运行工况的不稳定。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种非节流增湿增焓的压缩空气储能系统，针对现有压缩空气储能系统的弊端，采用非节流降压方式控制透平进口参数，使透平进口工质参数状态稳定，从而保证透平的安全稳定运行。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

本实用新型提供了一种非节流增湿增焓的压缩空气储能系统，包括压气机、空气换热器、储气室、给水加热器和引射闪蒸器；所述压气机出口与所述空气换热器入口通过管路连接，所述空气换热器出口与所述储气室入口通过管路连接，所述储气室的放气口与所述引射闪蒸器的工作喷嘴通过管路连接，所述引射闪蒸器的引射闪蒸管与所述给水加热器的水侧出口通过管路连接，所述给水加热器的水侧入口与水源连接，所述引射闪蒸器的出口与透平连接；

所述引射闪蒸器还包括吸入室和扩散管，所述吸入室通过喉管与所述扩散管连通，所述工作喷头设置在所述吸入室内，所述吸入室依次连接所述喉管和所述扩散管，所述引射闪蒸管通过管路与所述吸入室的侧部连通。

优选的，所述吸入室为空腔结构，所述工作喷嘴从所述吸入室顶端深入到所述吸入室内腔；

优选的，所述工作喷嘴的末端设有可调喷嘴叶栅，所述喉管后段为可伸缩结构，所述扩散管的出口设有可调叶栅；

优选的，所述引射闪蒸管为流量可调的空腔结构，所述引射闪蒸管的出口管沿所述吸入室侧部倾斜进入吸入室的内腔；

优选的，所述压气机为单级压气机或带中间冷却的多级压气机；

优选的，所述透平为单级透平或带中间再热的多级透平；

优选的，所述给水加热器的热源为太阳能、工业余热和生物质能提供的一种或几种热源；

优选的，所述给水加热器的热源为弃风电和后夜电提供的热源。

本实用新型相对于现有技术而言取得了以下技术效果：

1、传统的压缩空气储能系统采用节流降压阀门对储气罐出口压缩空气节流降压，具有非常大的节流损失，系统的经济性很低。本实用新型所述系统采用非节流降压方式控制透平进口参数，从而避免了节流损失，基于引射及闪蒸原理，利用压缩空气与高温水或水蒸气混合的方式使混合工质压力降低，避免了传统采用节流降压阀门降压造成的节流损失，提高了系统的热效率。

2、在传统系统中，储气室排出的压缩空气需要经过储热装置加热，提高气体的温度。本实用新型所述的压缩空气储能中，储气室排出的压缩空气直接通过引射及闪蒸方式与经过加热的高温水或水蒸气混合，并使高温高压的混合工质进入透平做功，显著增大了单位时间做功工质的质量流量，提高了透平的单机功率。