[发明专利]全回热压缩空气储能方法及全回热压缩空气储能系统

权利要求书

1.一种全回热压缩空气储能方法，其特征在于，其包括如下过程：

储能时，换能蓄热装置工作，电能转换为压缩空气能，空气压缩由各级后冷却的多级压缩机完成，各级所述压缩机进口温度较低，耗功较小，在回热换热器中，高温空气被冷却，同时冷水箱的水被加热，空气压缩热被储存于热水箱中，压缩机末级出口被冷却后的压缩空气被注入地下含水层储存；

释能时，回热发电装置工作，压缩空气能转换为电能，空气膨胀由各级前加热的多级膨胀机完成，各级所述膨胀机进口温度较高，做功较大，在回热换热器中，从地下含水层取出的压缩空气或各级膨胀前的压缩空气被加热，同时热水箱的水被冷却，空气压缩热全部回热于空气膨胀过程中，冷水储存于冷水箱中循环使用，膨胀机末级出口的空气状态接近大气参数并排放于大气中；

其中，储存在所述冷水箱和所述热水箱内、流动于所述回热换热器中的水的最小过冷度均大于30℃；

在所述回热换热器中，压缩空气的进口温度为136-308℃，压缩空气的出口温度为13-41℃，水的进口温度为3-31℃，水的出口温度为120-288℃；

在所述空气压缩的过程中，采用最小过冷度大于30℃的水进行蓄热，所述水的压力为1.2-8.5MPa；所述压缩机的进口空气的温度为-5～35℃，空气的压力为0.1MPa；压缩机末级的空气压力为6.82-6.83MPa；

所述压缩机的级数为2-4级，每级的压缩比相同且均为2.92-8.45；

所述地下含水层的深度为350-600m，从所述地下含水层取出后压缩空气的温度为45-55℃，压力为3.50-6.33MPa；

在所述空气膨胀的过程中，采用蓄热的水进行回热，所述水的压力为1.2-8.5MPa，所述水的温度为120-288℃；每级膨胀前，压缩空气的温度为100-268℃，压力为0.2846-6.183MPa；每级膨胀后，压缩空气的温度为14-55℃，末级膨胀后空气的压力为0.103-0.104MPa；

在所述空气膨胀的过程中，所述膨胀机的级数为2-4级，每级的膨胀比相同且均为2.76-7.63；

所述多级压缩机消耗的电功率为6.58-14.20MW，所述多级膨胀机的输出功率为5-10MW。

2.一种实现如权利要求1所述的全回热压缩空气储能方法的全回热压缩空气储能系统，其特征在于：其包括：

换能蓄热装置，电能转换为压缩空气能，用于对空气进行多级压缩，各级后的压缩空气被冷水箱的水冷却，空气压缩热储存在热水箱内，压缩机末级出口被冷却后的压缩空气储存在地下含水层内；

回热发电装置，压缩空气能转换为电能，用于对压缩空气进行多级膨胀，从地下含水层内取出的压缩空气或各级膨胀前的压缩空气被热水箱的水加热，空气压缩热全部回热于空气膨胀过程中，水被冷却到20.49-73℃并储存在冷水箱内循环使用，膨胀机末级出口的空气状态接近大气参数并排放于大气中；

所述换能蓄热装置包括：电动机、压缩机、回热换热器、冷水箱、热水箱和地下含水层；

所述回热发电装置包括：膨胀机、发电机、回热换热器、热水箱、冷水箱和地下含水层；

所述地下含水层的深度为350-600m；所述压缩空气从所述地下含水层取出后，其温度为45-55℃，压力为3.50-6.33MPa。