[发明专利]一种高效率的先进压缩空气储能系统及方法

权利要求书

1.一种高效率的先进压缩空气储能系统，其特征在于：包括热量回收装置（18）和先进压缩空气储能系统，热量回收装置（18）热量输出口连接到先进压缩空气储能系统的低温储热罐（5），先进压缩空气储能系统的末级透平膨胀机（19）排气管道连接有第二换热器（9），热量回收装置（18）的热量输入口连接到第二换热器（9）的热量输出端口，热量回收装置（18）的空气入口连接到先进压缩空气储能系统的低压储气罐（16），热量回收装置（18）的空气出口连接到末级透平膨胀机（19）的气体入口。

2.根据权利要求1所述的一种高效率的先进压缩空气储能系统，其特征在于：热量回收装置（18）与低压储气罐（16）之间连接管道上安装有阀门六（17）。

3.根据权利要求1所述的一种高效率的先进压缩空气储能系统，其特征在于：热量回收装置（18）包括多个串接的热量回收单元，每个热量回收单元设置有空气进出口、工质进出口和相变材料层，相变材料层将空气进出通道和工质进出通道隔离，空气进出口和工质进出口分别设置在空气进出通道和工质进出通道两端。

4.根据权利要求3所述的一种高效率的先进压缩空气储能系统，其特征在于：多个串接的热量回收单元设置在箱体内，呈蛇形均匀排布。

5.根据权利要求1所述的一种高效率的先进压缩空气储能系统，其特征在于：先进压缩空气储能系统包括电动机（1）、压缩机组（2）、高压储气罐（7）、透平膨胀机组（9）、发电机（12）和末级膨胀机（19），电动机（1）与压缩机组（2）之间通过转动轴一连接，透平膨胀机组（10）、发电机（12）和末级膨胀机（19）均通过转动轴二连接，高压储气罐（7）入气口连接到压缩机组（2）的出气口，压缩机组（2）的每个压缩机出气管道上安装有第一换热器（4），第一换热器（4）的冷气入口和热气出口分别连接到低温储热罐（5）和高温储热罐（15），透平膨胀机组（10）和末级膨胀机（19）的进气管道上均安装有第二换热器（9），第二换热器（9）的热气进口和冷气出口连接到高温储热罐（15）和热量回收装置（18），透平膨胀机组（10）的进气口连接到高压储气罐（7），末级膨胀机（19）的出气口连接到低压储气罐（16）。

6.根据权利要求5所述的一种高效率的先进压缩空气储能系统，其特征在于：低温储热罐（5）的出气管道上安装有阀门一（6），透平膨胀机组（10）与高压储气罐（7）之间的连接管道上安装有阀门二（8），末级膨胀机（19）与高温储热罐（15）之间的连接管道上安装有阀门三（11），末级膨胀机（19）的出气管道还设置有连通外界的支管，支管上安装有阀门四（13），高温储热罐（15）的出气管道上安装有阀门五（14）。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种高效率的先进压缩空气储能系统的控制方法，其特征在于：该方法为：储能时，剩余的电能带动电动机（1）工作，将空气送至压缩机组（2）进行压缩并储存至储气室（7）；释能时，空气通过透平膨胀机组（10），带动发电机（12）完成发电过程，先进压缩空气储能系统中进入低温储热罐（5）的换热工质先进入热量回收装置（18），换热工质通过与相变材料换热，将换热工质的热量回收，在释能过程结束的同时将该部分热量传递给末级透平膨胀机排气。

8.根据权利要求7所述的一种高效率的先进压缩空气储能系统的控制方法，其特征在于：在储能过程中，阀门二（8）处于关闭状态，压缩机组（2）将常温空气压缩至高压并储存在储气室（7）中，空气压缩产生的热量在与第一换热器（4）中与换热工质进行热量交换，换热工质进入高温储热罐（15），将热量储存在高温储热罐（15）中，此时阀门五（14）处于关闭状态，储能过程完成。