[发明专利]一种多级压缩中间冷却的高低温蓄热介质热电联产系统

说明书

本发明涉及一种多级压缩中间冷却的高低温蓄热介质热电联产系统，包括低温池、低温储罐、高温池、高温储罐、多级压缩模块、汽轮机、低温热源、乏汽压缩机。相比于高低温蓄热介质的热电联产系统，本发明为克服单级压气机的局限，将湿蒸汽压缩机进行级联结，配合中间冷却装置构成多级压缩模块，使来自低温池的低温工质蒸汽经多级压缩转变成高温高压工质蒸汽，提高了压缩过程的压缩比区间和系统全过程的可靠性。本发明的实施可增强高低温蓄热介质的热电联产系统在工程中的适用性和经济性。

技术领域

本发明涉及一种兼具储能及能源生产的热电联产系统，尤其涉及一种多级压缩中间冷却的高低温蓄热介质热电联产系统。

背景技术

目前，以风光发电为代表的新能源波动性强、并网困难而弃电严重，迫切需要调节峰谷的储能系统。同时，由于煤炭的高碳属性，我国传统发电系统也面临着碳中和下的巨大变革压力。

在此发展趋势下，储能行业建设备受瞩目。一种基于高低温蓄热介质的热电联产系统能实现削峰填谷、消纳光伏风电等新能源发电、供电供热和分布式储能。但其设计的系统要求气体的工作压力较高时，压气机单级压缩既不经济，也难以达到工作要求。为更好发挥高低温蓄热介质热电联产系统的高效率、高能效优势，需对其进行多级压缩的设计与改造。

发明内容

本发明的目的是通过多级压缩中间冷却装置提供一种高效的热电联产系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多级压缩中间冷却的高低温蓄热介质热电联产系统，包括高温换热装置和低温换热装置；所述高温换热装置包括高温储罐和高温池，二者通过工质管道连接；所述的低温换热装置包括低温储罐和低温池，二者也通过工质管道连接；所述的低温储罐和高温储罐内分别封装有低温蓄热介质和高温蓄热介质两种蓄热介质，低温储罐和高温储罐之间设有多级压缩模块，所述多级压缩模块可将低温储罐加热产生的低温饱和蒸汽及外界输入的低温饱和蒸汽压缩为高参数蒸汽，所述的高温储罐用于吸收高参数蒸汽的热量；所述高温池和低温池外部设有汽轮机等热发电装置；所述多级压缩模块，汽轮机连接的发电机均与电网连通。低温池通过管道与低温热源连通，可通过低温热源向低温池补充工质和热量。低温池和多级压缩模块、多级压缩模块和高温池、高温池和汽轮机、汽轮机和低温池之间、热用户管道、低温热源管道上设有阀门，通过阀门的开关实现不同的工作过程。用于满足用户热需求时，系统作为热源与供热一级网相连，向热网提供高参数蒸汽。

多级压缩模块采取中间冷却，中间冷却的方法包括但不限于换热器散热以及喷水减温。多级压缩模块采取换热器散热进行中间冷却时包括一号压缩机、二号压缩机、三号压缩机、二号换热器、一号换热器、泵机；一号压缩机出口、二号压缩机入口与一号换热器相连，二号压缩机出口、三号压缩机入口与二号换热器相连；一号换热器入口借由泵机与低温池相连；二号换热器出口经过阀门与低温池和高温池相连。待压缩的低温饱和蒸汽经一号压缩机后进入一号换热器，放热后进入二号压缩机，再进入二号换热器放热，最后进入三号压缩机完成多级压缩中间冷却过程。低温池内凝结的工质被泵机抽送入一号换热器和二号换热器作为冷却介质，冷却介质吸热变为低温工质蒸汽，再经过阀门回到低温池或根据需要进入高温池。

多级压缩模块采取喷水减温进行中间冷却时安装喷水减温器，向高温蒸汽直接喷入雾化冷却水，使之蒸发并与高温蒸汽混合以降低高温蒸汽温度实现中间冷却，同时增加蒸汽湿度。此时多级压缩模块包括一号压缩机、二号压缩机、三号压缩机、二号喷水减温器、一号喷水减温器、泵机；一号压缩机出口、二号压缩机入口与一号喷水减温器相连，二号压缩机出口、三号压缩机入口与二号喷水减温器相连；一号喷水减温器入口通过阀门和泵机与低温池相连；二号喷水减温器入口通过阀门和泵机与低温池相连。待压缩的低温饱和蒸汽经一号压缩机后进入一号喷水减温器，与从低温池抽出的工质水混合冷凝后进入二号压缩机，再进入二号喷水减温器，再次与工质水混合冷凝后进入三号压缩机完成多级压缩中间冷却过程。低温池内凝结的工质水被泵机抽送入一号喷水减温器和二号喷水减温器作为冷却介质，所述冷却介质吸热变为低温工质蒸汽。