[发明专利]一种无蓄热的绝热压缩空气储能方法及系统

权利要求书

1.一种无蓄热的绝热压缩空气储能系统，其特征在于，包括压缩空气储能子系统、压缩热吸收子系统和压缩空气释能子系统，压缩空气储能子系统和压缩热吸收子系统分别与压缩空气释能子系统连接；压缩空气储能子系统利用可再生能源或富余电能将环境中的常压空气经压缩机转化成高压空气；压缩热吸收子系统利用压缩过程中产生的压缩热，将液体燃料热解为合成气并储存于合成气储罐(6)中；压缩空气释能子系统将高压空气与合成气在燃烧室(7)中混合燃烧，利用产生的高温高压烟气驱动透平机组(8)做功并输出电能；

压缩空气储能子系统包括压缩机组(1)，压缩机组(1)入口连接电动机组(9)，压缩机组(1)的出口与反应器(4)的入口连接，反应器(4)的空气出口与高压储气装置(5)连接，通过高压储气装置(5)与燃烧室(7)连接，压储气装置(5)与燃烧室(7)之间设置有节流阀(12)；

压缩热吸收子系统包括燃料储罐(2)，燃料储罐(2)的出口与燃料泵(3)的入口连接，燃料泵(3)的出口与反应器(4)入口连接，反应器(4)的出口与合成气储罐(6)的入口连接，合成气储罐(6)和燃料储罐(2)分别与燃烧室(7)的气体燃料入口和液体燃料入口连接；

压缩空气释能子系统包括燃烧室(7)，燃烧室(7)的烟气出口与透平机组(8)的入口连接，透平机(8)的出口与环境连通，透平机组(8)产生电能驱动发电机组(10)。

2.根据权利要求1所述的无蓄热的绝热压缩空气储能系统，其特征在于，燃料储罐(2)与燃料泵(3)之间设置有调节阀(11)，合成气储罐(6)与燃烧室(7)之间设置有第一调节阀(13)，燃料储罐(2)与燃烧室(7)之间设置有第二调节阀(14)，液体燃料为可再生能源。

3.根据权利要求1所述的无蓄热的绝热压缩空气储能系统，其特征在于，燃烧室(7)的烟气出口与透平机组(8)的入口连接，透平机(8)的出口与环境连通，透平机组(8)产生电能驱动发电机组(10)。

4.根据权利要求1所述的无蓄热的绝热压缩空气储能系统，其特征在于，燃烧室(7)的入口处设置有套管装置(15)，套管装置(15)与燃烧室(7)内部设置的燃烧部(16)连通，高压空气、液体燃料和气体燃料流经套管装置(15)的喷口，被喷入燃烧部(16)与高压空气室，高压空气、液体燃料和气体燃料在C形弯道区域混合。

5.根据权利要求4所述的无蓄热的绝热压缩空气储能系统，其特征在于，套管装置(15)为三层套管，从内至外依次包括液体燃料环管(20)、气体燃料环管(19)以及高压空气环管(18)。

6.根据权利要求5所述的无蓄热的绝热压缩空气储能系统，其特征在于，气体燃料环管(19)和液体燃料环管(20)的喷口形状均为渐缩管型，高压空气快速喷入燃烧部(16)后，中心区域形成负压区，高压空气向中心区域汇聚；气体燃料环管(19)和液体燃料环管(20)内的工质进入燃烧部(16)，在空气汇聚区与高压空气充分混合，实现空气与燃料的充分混合，高压空气与燃料离开喷口时，气体燃料和高压空气与液体燃料在中央负压区充分混合，进而实现充分燃烧过程。

7.根据权利要求4所述的无蓄热的绝热压缩空气储能系统，其特征在于，燃烧部(16)的外层设置有保温腔(17)。

8.一种无蓄热的绝热压缩空气储能方法，其特征在于，包括压缩空气储能子系统、压缩热吸收子系统和压缩空气释能子系统，压缩空气储能子系统包括压缩机组(1)，压缩机组(1)入口连接电动机组(9)，压缩机组(1)的出口与反应器(4)的入口连接，反应器(4)的空气出口与高压储气装置(5)连接，通过高压储气装置(5)与燃烧室(7)连接，压储气装置(5)与燃烧室(7)之间设置有节流阀(12)；

压缩热吸收子系统包括燃料储罐(2)，燃料储罐(2)的出口经调节阀(11)与燃料泵(3)的入口连接，燃料泵(3)的出口与反应器(4)入口连接，反应器(4)的出口与合成气储罐(6)的入口连接，合成气储罐(6)和燃料储罐(2)分别与燃烧室(7)的气体燃料入口和液体燃料入口连接，合成气储罐(6)与燃烧室(7)之间设置有第一调节阀(13)，燃料储罐(2)与燃烧室(7)之间设置有第二调节阀(14)；

压缩空气释能子系统包括燃烧室(7)，燃烧室(7)的烟气出口与透平机组(8)的入口连接，透平机(8)的出口与环境连通，透平机组(8)产生电能驱动发电机组(10)；

在用电低谷时期，使用可再生能源或富余电能输入电动机组(9)和燃料泵(3)，由电动机组(9)驱动压缩机组(1)将环境中的空气压缩至高压状态，燃料泵(3)将燃料储罐(2)的液体燃料泵入反应器(4)中，压缩机组(1)在工作过程中产生的压缩热以高压空气为载体，压缩热作为液体燃料裂解的热源，通过将高压空气通入反应器(4)中，使液体燃料在反应器(4)中发生吸热型热化学反应进而裂解成合成气，之后将合成气通入合成气储罐(6)中储存，实现将压缩机工作所产生的全部压缩热转换成化学能，高压空气在反应器(4)中驱动液体发生吸热型裂解反应后温度降低，将降低温度后的高压空气通入高压储气装置(5)中储存；

在用电高峰期时，首先将储存于高压储气装置(5)中的高压空气经过节流阀(12)节流降压，降低压力后的高压空气进入燃烧室(7)，与来自合成气储罐(6)中的合成气混合、燃烧从而产生高温高压的烟气，之后将烟气通入透平机组(8)做功，并驱动与透平机组(8)连接的发电机组(10)工作，对外输出稳定的电能；

当用户用电负荷较高时期，合成气储罐(6)中的合成气储量无法匹配高压空气流量，将燃料储罐(2)中的液体燃料通入燃烧室(7)中，在燃烧室(7)中与高压空气混合燃烧，将生成的烟气通入到透平机组(8)中做功。