[发明专利]一种自均温储气的压缩空气储能系统及方法

权利要求书

1.一种自均温储气的压缩空气储能系统，其特征在于，所述系统包括单级压缩机(14)、多级换热单元、储热罐(15)、多级透平机和多级自均温储气单元，其中，所述多级换热单元包括多个换热器，所述多级自均温储气单元包括多个自均温储气罐；

所述自均温储气罐包括外罐(1)、内罐(2)、环形均温热管(6)和相变材料(11)，所述内罐(2)设置在所述外罐(1)内部，多个所述环形均温热管(6)间隔设置在所述外罐(1)与所述内罐(2)之间、且贴合在所述内罐(2)的外周面上，所述环形均温热管(6)的内表面上均设置有吸液芯，所述吸液芯内设置有工质，所述工质用于吸热蒸发和冷凝放热，所述相变材料(11)设置在所述外罐(1)与所述内罐(2)之间以及相邻两个所述环形均温热管(6)之间；

所述单级压缩机(14)、所述多级换热单元和所述多级自均温储气单元连通、且组成循环回路，所述单级压缩机(14)用于将空气压缩后注入所述自均温储气罐，并通过接力增压的方式、按顺序依次增加每个所述自均温储气罐中的空气压力，直到每个所述自均温储气罐中空气达到储气终压；

所述多级自均温储气单元、所述多级换热单元和所述多级透平机连通、且组成循环回路，所述多级自均温储气单元中的所述自均温储气罐按照空气压力从大到小的顺序向所述多级透平机的入口供气，空气进入所述多级透平机透平做功后再经过所述换热器向所述多级透平机的下一级的入口供气；

所述储热罐(15)与每个所述换热器连通、且组成循环回路，所述储热罐(15)用于在空气压缩储能过程中吸收空气压缩热，还用于在压缩空气释能过程中释放储存的空气压缩热。

2.根据权利要求1所述的自均温储气的压缩空气储能系统，其特征在于，所述内罐(2)上连通有进气管(3)和出气管(4)，所述进气管(3)和所述出气管(4)均伸出所述外罐(1)；

所述环形均温热管(6)的截面形状为圆角矩形，所述环形均温热管(6)包括内壁(7)、外壁(8)以及所述内壁(7)与所述外壁(8)之间的两个侧壁(9)，所述内壁(7)与所述内罐(2)贴合，所述外壁(8)与所述外罐(1)贴合，所述吸液芯设置在所述内壁(7)和两个所述侧壁(9)的内表面上。

3.根据权利要求2所述的自均温储气的压缩空气储能系统，其特征在于，所述吸液芯包括铜粉，所述工质包括乙醇，所述相变材料(11)包括石蜡。

4.根据权利要求2所述的自均温储气的压缩空气储能系统，其特征在于，所述内罐(2)的外表面上与所述相变材料(11)接触的区域设置有散热翅片(55)。

5.根据权利要求1所述的自均温储气的压缩空气储能系统，其特征在于，多个所述自均温储气罐包括第一自均温储气罐(16)、第二自均温储气罐(17)和第三自均温储气罐(18)，所述第一自均温储气罐(16)、所述第二自均温储气罐(17)和所述第三自均温储气罐(18)按照各自储气终压的大小由小到大依次排列。

6.根据权利要求5所述的自均温储气的压缩空气储能系统，其特征在于，多个所述换热器包括第一换热器(19)、第二换热器(20)和第三换热器(21)，所述多级透平机包括第一级透平机(22)、第二级透平机(23)和第三级透平机(24)；

所述第三自均温储气罐(18)、所述第一换热器(19)、所述第一级透平机(22)、所述第二换热器(20)、所述第二级透平机(23)、所述第三换热器(21)和所述第三级透平机(24)依次连通；

所述第二自均温储气罐(17)、所述第二换热器(20)、所述第二级透平机(23)、所述第三换热器(21)和所述第三级透平机(24)依次连通；

所述第一自均温储气罐(16)、所述第三换热器(21)和所述第三级透平机(24)依次连通。

7.根据权利要求6所述的自均温储气的压缩空气储能系统，其特征在于，所述系统还包括第一支路(25)，所述第一支路(25)上设置有第一阀门(29)，所述第一支路(25)的一端连接到所述第三自均温储气罐(18)的出口，所述第一支路(25)的另一端连接到所述第二换热器(20)的入口。