[发明专利]用于压缩空气储能电站的膨胀发电系统及其运行控制方法

权利要求书

1.一种用于压缩空气储能电站的膨胀发电系统，其特征在于，包括：多个级间再热式空气膨胀发电机组，第一常规氮气密封装置和第二常规氮气密封装置，以及，用于对各个所述级间再热式空气膨胀发电机组进行高温储热和低温储热的储热介质子系统；

各个所述级间再热式空气膨胀发电机组均包括：一个空气膨胀机和与该空气膨胀机连接的一组再热储气组件；各个所述空气膨胀机之间可控式串联，各组所述再热储气组件之间并联；

各个所述再热储气组件均包括：与对应的空气膨胀机依次连接的一个级间再热器和一个储气室；各个所述储气室分别与处于储能阶段的压缩空气储能电站内的各个空气压缩机一对一连接，各个所述级间再热器分别连接至所述储热介质子系统；

所述压缩空气储能电站内的空气压缩机包括：第一级空气压缩机、第二级空气压缩机、第三级空气压缩机和第四级空气压缩机；

相对应的，所述级间再热式空气膨胀发电机组包括：第一级间再热式空气膨胀发电机组、第二级间再热式空气膨胀发电机组、第三级间再热式空气膨胀发电机组和第四级间再热式空气膨胀发电机组；

所述第一级间再热式空气膨胀发电机组包括：第一级空气膨胀机，所述第一级空气膨胀机经由依次连接的第一级级间再热器和第一级储气室连接至所述第一级空气压缩机；

所述第二级间再热式空气膨胀发电机组包括：第二级空气膨胀机，所述第二级空气膨胀机经由依次连接的第二级级间再热器和第二级储气室连接至所述第二级空气压缩机；

所述第三级间再热式空气膨胀发电机组包括：第三级空气膨胀机，所述第三级空气膨胀机经由依次连接的第三级级间再热器和第三级储气室连接至所述第三级空气压缩机；

所述第四级间再热式空气膨胀发电机组包括：第四级空气膨胀机，所述第四级空气膨胀机经由依次连接的第四级级间再热器和第四级储气室连接至所述第四级空气压缩机；

所述第一级空气膨胀机、第二级空气膨胀机、第三级空气膨胀机和第四级空气膨胀机依次连接；

所述第一级空气膨胀机与第二级空气膨胀机之间设有第一离合器；所述第二级空气膨胀机与第三级空气膨胀机之间设有第二离合器；所述第三级空气膨胀机与第四级空气膨胀机之间设有第三离合器；

所述储热介质子系统包括第一高温储热介质泵、第二高温储热介质泵、高温储热介质罐和低温储热介质罐；

所述第一高温储热介质泵分别连接至所述第一级级间再热器、第二级级间再热器、第三级级间再热器和第四级级间再热器的进口侧；

所述第二高温储热介质泵为所述第一高温储热介质泵的备用介质泵，该第二高温储热介质泵也分别连接至所述第一级级间再热器、第二级级间再热器、第三级级间再热器和第四级级间再热器的进口侧；

所述高温储热介质罐分别连接至所述第一级级间再热器、第二级级间再热器、第三级级间再热器和第四级级间再热器的进口侧；

所述低温储热介质罐分别连接至所述第一级级间再热器、第二级级间再热器、第三级级间再热器和第四级级间再热器的出口侧；

所述第一常规氮气密封装置连接至所述高温储热介质罐，且该第一常规氮气密封装置还连接至第一个常规制氮系统，且所述第一常规氮气密封装置与第一个常规制氮系统之间设有第一常规氮气密封装置进口隔离阀；

所述第二常规氮气密封装置连接至所述低温储热介质罐，且该第二常规氮气密封装置还连接至第二个常规制氮系统，且所述第二常规氮气密封装置与第二个常规制氮系统之间设有第二常规氮气密封装置进口隔离阀；

所述第一级空气膨胀机、第二级空气膨胀机、第三级空气膨胀机和第四级空气膨胀机分别连接至各级空气膨胀机隔离风进口隔离总阀，且所述各级空气膨胀机隔离风进口隔离总阀与第三个常规制氮系统连接；

所述第一级空气压缩机经由第一级储气室进口隔离阀连接至所述第一级储气室；所述第一级储气室经由依次连接的第一级储气室出口隔离阀和第一级储气室出口调阀连接至所述第一级级间再热器；所述第一级级间再热器经由依次连接的第一级空气膨胀机进口切断阀和第一级空气膨胀机进口调阀连接至所述第一级空气膨胀机；

所述第一级级间再热器还经由依次连接的第一级级间再热器储热介质侧进口调阀和第一级级间再热器储热介质侧进口隔离阀连接至所述储热介质子系统；

所述第一级空气膨胀机与一个消声器连接，且所述第一级级间再热器与所述第一级级间再热器储热介质侧进口调阀之间设有第一级空气膨胀机旁路调阀，该第一级空气膨胀机旁路调阀连接至所述第一级空气膨胀机对应的消声器；

所述第二级空气压缩机经由第二级储气室进口隔离阀连接至所述第二级储气室；所述第二级储气室经由依次连接的第二级储气室出口隔离阀和第二级储气室出口调阀连接至所述第二级级间再热器；所述第二级级间再热器经由依次连接的第二级空气膨胀机进口切断阀和第二级空气膨胀机进口调阀连接至所述第二级空气膨胀机；

所述第二级级间再热器还经由依次连接的第二级级间再热器储热介质侧进口调阀和第二级级间再热器储热介质侧进口隔离阀连接至所述储热介质子系统；

所述第二级空气膨胀机与一个消声器连接，且所述第二级级间再热器与所述第二级级间再热器储热介质侧进口调阀之间设有第二级空气膨胀机旁路调阀，该第二级空气膨胀机旁路调阀连接至所述第二级空气膨胀机对应的消声器；

所述第三级空气压缩机经由第三级储气室进口隔离阀连接至所述第三级储气室；所述第三级储气室经由依次连接的第三级储气室出口隔离阀和第三级储气室出口调阀连接至所述第三级级间再热器；所述第三级级间再热器经由依次连接的第三级空气膨胀机进口切断阀和第三级空气膨胀机进口调阀连接至所述第三级空气膨胀机；

所述第三级级间再热器还经由依次连接的第三级级间再热器储热介质侧进口调阀和第三级级间再热器储热介质侧进口隔离阀连接至所述储热介质子系统；

所述第三级空气膨胀机与一个消声器连接，且所述第三级级间再热器与所述第三级级间再热器储热介质侧进口调阀之间设有第三级空气膨胀机旁路调阀，该第三级空气膨胀机旁路调阀连接至所述第三级空气膨胀机对应的消声器；

所述第四级空气压缩机经由第四级储气室进口隔离阀连接至所述第四级储气室；所述第四级储气室经由依次连接的第四级储气室出口隔离阀和第四级储气室出口调阀连接至所述第四级级间再热器；所述第四级级间再热器经由依次连接的第四级空气膨胀机进口切断阀和第四级空气膨胀机进口调阀连接至所述第四级空气膨胀机；

所述第四级级间再热器还经由依次连接的第四级级间再热器储热介质侧进口调阀和第四级级间再热器储热介质侧进口隔离阀连接至所述储热介质子系统；

所述第四级空气膨胀机与一个消声器连接，且所述第四级级间再热器与所述第四级级间再热器储热介质侧进口调阀之间设有第四级空气膨胀机旁路调阀，该第四级空气膨胀机旁路调阀连接至所述第四级空气膨胀机对应的消声器；

所述用于压缩空气储能电站的膨胀发电系统，还包括：分别与所述各级空气膨胀机隔离风进口隔离总阀并联的第一级空气膨胀机隔离风进口隔离阀、第二级空气膨胀机隔离风进口隔离阀、第三级空气膨胀机隔离风进口隔离阀和第四级空气膨胀机隔离风进口隔离阀；

所述第一级空气膨胀机隔离风进口隔离阀连接至所述第一离合器与所述第一级空气膨胀机之间的管道；

所述第二级空气膨胀机隔离风进口隔离阀连接至所述第一离合器与所述第二级空气膨胀机之间的管道；

所述第三级空气膨胀机隔离风进口隔离阀连接至所述第三离合器与所述第三级空气膨胀机之间的管道；

所述第四级空气膨胀机隔离风进口隔离阀连接至所述第三离合器与所述第四级空气膨胀机之间的管道；

所述用于压缩空气储能电站的膨胀发电系统，还包括：并联的第一级级间再热器储热介质侧出口隔离阀、第二级级间再热器储热介质侧出口隔离阀、第三级级间再热器储热介质侧出口隔离阀和第四级级间再热器储热介质侧出口隔离阀；

所述第一级级间再热器储热介质侧出口隔离阀与所述第一级级间再热器连接；

所述第二级级间再热器储热介质侧出口隔离阀与所述第二级级间再热器连接；

所述第三级级间再热器储热介质侧出口隔离阀与所述第三级级间再热器连接；

所述第四级级间再热器储热介质侧出口隔离阀与所述第四级级间再热器连接；

所述第一高温储热介质泵与所述高温储热介质罐之间设有第一高温储热介质泵进口隔离阀，所述第二高温储热介质泵与所述高温储热介质罐之间设有第二高温储热介质泵进口隔离阀；

所述第一高温储热介质泵经由第一高温储热介质泵出口隔离阀分别连接至所述第一级级间再热器、第二级级间再热器、第三级级间再热器和第四级级间再热器的进口侧；

所述第二高温储热介质泵经由第二高温储热介质泵出口隔离阀分别连接至所述第一级级间再热器、第二级级间再热器、第三级级间再热器和第四级级间再热器的进口侧；

所述高温储热介质罐与所述第一高温储热介质泵出口隔离阀之间依次连接有高温储热介质泵再循环调阀和高温储热介质泵再循环隔离阀。