[发明专利]组合式蓄热压缩空气储能系统及方法

说明书

一种组合式蓄热压缩空气储能系统的储能及方法，它包括填充蓄热装置、蓄热回路、释热回路、储气回路、辅助回路、压缩回路和做功回路，通过蓄热回路和释热回路相互连通，填充蓄热装置与蓄热回路和释热回路连通，蓄热回路的蓄热换热器和释热回路的释热换热器皆与储气回路连接，辅助回路与释热回路连接，压缩回路和做功回路分别与蓄热换热器和释热换热器连接。本发明克服了原系统中释热回路不能满足额定做功要求时导致系统转化效率降低，终端输出功率不稳定的问题。具有结构简单，在释热回路中的液态传热介质释放的温度不能满足额定做功温度要求时，辅助回路对释热回路进行加温，提高系统转化效率，使终端输出功率保持稳定的特点。

技术领域

本发明属于储能技术领域，涉及一种组合式蓄热压缩空气储能系统及方法。

背景技术

压缩空气储能技术目前可以分为补燃式和非补燃式两类，专利CN105370408A虽然提出了紧凑型蓄热系统，但蓄热子系统的蓄热范围较低，采用水作为传热介质和蓄热介质，虽然可以降低出投资成本，但是因为考虑的蓄热温度和释热温度不高，在释能过程中传递给进入透平的空气的热量较低，热电转化的整体效率有待提高。专利CN105370408采用高温蓄热子系统，能够在释能过程中使进入透平的空气提高到更高的温度，从而提高系统的热电转化效率。但是前述的技术方案中，在热交换过程中，当蓄热回路的蓄热温度没有达到做功设定温度时，则释热回路释放的温度不能满足额定做功温度要求，降低系统转化效率，导致终端输出功率不稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种组合式蓄热压缩空气储能系统及方法，结构简单，采用蓄热回路和释热回路相互连通，填充蓄热装置与蓄热回路和释热回路连通，蓄热回路的蓄热换热器和释热回路的释热换热器皆与储气回路连接，辅助回路与释热回路连接，压缩回路和做功回路分别与蓄热换热器和释热换热器连接，在释热回路中的液态传热介质释放的温度不能满足额定做功温度要求时，辅助回路对释热回路进行加温，提高系统转化效率，使终端输出功率保持稳定。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种组合式蓄热压缩空气储能系统，它包括填充蓄热装置、蓄热回路、释热回路、储气回路、辅助回路、压缩回路和做功回路；所述蓄热回路和释热回路相互连通，填充蓄热装置位于蓄热回路和释热回路之间与其连通，蓄热回路的蓄热换热器和释热回路的释热换热器皆与储气回路连接，辅助回路与释热回路连接；压缩回路和做功回路分别与蓄热换热器和释热换热器连接。

所述填充蓄热装置包括与填充床排液端连通的储液罐，蓄热回路和释热回路的一端与储液罐连通，另一端与填充床进液端连通。

所述蓄热回路包括与蓄热管路串联的蓄热换热器和低温屏蔽泵。

所述释热回路包括与释热管路串联的释热换热器和高温屏蔽泵。

所述储气回路包括与储气罐连接的进气管路和排气管路，进气管路和排气管路分别与蓄热换热器和释热换热器连接。

所述辅助回路包括与加热管路串联的加热器，以及与加热管路连接的分支管路，加热管路两端分别与储液罐和释热回路连接，分支管路与释热回路连接。

所述压缩回路包括与压缩管路连接的压缩机，压缩管路与蓄热换热器连接。

所述做功回路包括与做功管路连接的膨胀机，做功管路与释热回路连接。

所述填充蓄热装置的填充床进液端连接有稳压系统；释热回路中连接有膨胀槽。

如上所述的组合式蓄热压缩空气储能系统的储能和释能方法，它包括如下步骤：

S1，储能，压缩机和低温屏蔽泵启动，将高温高压空气转换成低温高压空气储存于储气罐中；

S1-1，压缩机排出的高温高压空气进入蓄热换热器，蓄热换热器吸收热量后与蓄热回路中的低温液态传热介质进行热量转换；