[实用新型]一种压缩空气储能系统

说明书

本实用新型公开了一种压缩空气储能系统，包括换热器，所有的流体通道串联连接，任意相邻的两个串联的流体通道之间分别与一个压缩机的两端串联连接，每个压缩机的两端分别并联有一个膨胀机，位于头端的流体通道一端分别连接与进气口接通的一个压缩机以及与排气口接通的一个膨胀机，位于尾端的流体通道一端分别与储气空间的进出口连接；工质通道的高温端分别与高温储罐的入口和出口相连接，工质通道的低温端分别与低温储罐的入口与出口相连接。本实用新型在保证压缩空气换热需求的前提下，减少了换热设备数量，减少了系统的占地面积，提高了设备集成度，降低了投资成本。

技术领域

本实用新型涉及一种压缩空气储能系统，属于储能技术领域。

背景技术

目前，世界各国都面临着能源结构转型的问题，对于储能的研究越来越关注。储能作为协同新能源运行的有效手段，可打破电能“即发即用”的特点，实现能量的高效利用。常见的大规模储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能等技术。其中，抽水蓄能具有技术成熟度高、规模大、运行时间长、整体效率高、环境友好等优势，但也存在能量密度低、地理限制强、单个项目投资成本高、经济性差等缺点。压缩空气储能作为一种新型储能方式，能够实现大容量电能存储，具有循环次数多、寿命长、成本低、地理条件要求不高等优势。与抽水蓄能技术相比，压缩空气储能技术建设成本低、对地理条件的要求较低，是最有发展前景的大规模储能技术之一。

压缩空气储能系统在储能阶段，将低谷电或者新能源余电转变为高压空气的势能进行储存；在释能阶段，高压空气在透平膨胀机中膨胀做功并带动发电机发电，完成电能—空气势能—电能的转化。为了提高系统的储能效率，通常需要对储能过程压缩机出口的高温高压空气进行冷却，并回收压缩热用于膨胀过程加热高压空气，因此在系统中引入了级间冷却器及级间加热器。然而，系统中压缩及膨胀级数较多，需要设计较多的级间冷却器和级间加热器，导致系统设备繁多、冗杂、占地面积大，相对投资成本也高。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：如何在保证压缩空气储能系统性能的前提下，缩减系统中的换热设备、提高换热设备集成度、减小系统的占地面积。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种压缩空气储能系统，其特征在于，包括换热器、压缩机组和膨胀机组，换热器内设有至少两个流体通道和一个工质通道，压缩机组包括至少两个压缩机，膨胀机组包括至少两个膨胀机；所有的流体通道串联连接，任意相邻的两个串联的流体通道之间分别与一个压缩机的两端串联连接，每个压缩机的两端分别并联有一个膨胀机，位于头端的流体通道一端分别连接与进气口接通的一个压缩机以及与排气口接通的一个膨胀机，位于尾端的流体通道一端分别与储气空间的进出口连接；工质通道的高温端分别与高温储罐的入口和出口相连接，工质通道的低温端分别与低温储罐的入口与出口相连接；每个压缩机的进出口处、每个膨胀机的进出口处、储气空间的进出口处、换热器的工质通道高温端与高温储罐的进出口之间、换热器的工质通道低温端与低温储罐的进出口之间均设有阀门。

优选地，所述的流体通道的数量、压缩机的数量和膨胀机的数量相同；一个压缩机和一个膨胀机分别与大气连通，其余的压缩机和膨胀机分别串联于任意相邻两个流体通道之间。

优选地，所述的工质通道内设有用于同时加热或冷却各个流体通道中空气的传热工质。

优选地，所述的换热器中的传热工质为导热油、硅油或水。

优选地，所述的换热器为管壳式、板翅式、板式、板壳式、套管式中的一种。

优选地，所述的换热器的工质通道高温端与高温储罐的出口之间设有第一泵，换热器的工质通道低温端与低温储罐的出口之间设有第二泵。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：