[发明专利]一种空分储能耦合富氧燃烧的系统及方法

权利要求书

1.一种空分储能耦合富氧燃烧的系统，其特征在于：由压缩系统(1)，级末冷却器(2)，蓄热罐(3)，填充床式蓄冷器(4)，深冷膨胀机(5)，气液分离器(6)，液空储罐(7)，分流器(8)，液泵(9)，再热器(10)，膨胀发电系统(11)，液压机(12)，精馏塔(13)，节流阀(14)，电厂锅炉(15)组成；

所述压缩系统(1)末级出口与级末冷却器(2)热端入口连通，级末冷却器(2)热端出口与填充床式蓄冷器(4)热端入口连通，填充床式蓄冷器(4)热端出口与深冷膨胀机(5)入口连通，深冷膨胀机(5)出口与气液分离器(6)入口连通，气液分离器(6)液相出口与液空储罐(7)进口连通，液空储罐(7)出口与分流器(8)入口连通，分流器(8)第一出口与液泵(9)入口连通，液泵(9)出口与填充床式蓄冷器(4)第一冷端入口连通，填充床式蓄冷器(4)第一冷端出口与再热器(10)冷端入口连通，再热器(10)冷端出口与膨胀发电系统(11)初级膨胀机入口连通，膨胀发电系统(11)末级膨胀机出口与大气连通；压缩系统(1)多级压缩机级间冷却器出口与蓄热罐(3)入口连通，蓄热罐(3)出口与膨胀发电系统(11)多级膨胀机级间入口连通；级末冷却器(2)冷端出口与蓄热罐(3)入口连通，蓄热罐(3)出口与再热器(10)热端入口连通；气液分离器(6)气相出口与填充床式蓄冷器(4)第二冷端入口连通，填充床式蓄冷器(4)第二冷端出口与压缩系统(1)的初级压缩机入口连通；分离器(8)第二出口与液压机(12)入口连通，液压机(12)出口与精馏塔(13)下塔入口连通，精馏塔(13)下塔出口与节流阀(14)入口连通，节流阀(14)出口与精馏塔(13)上塔入口连通，精馏塔(13)上塔出口与电厂锅炉(15)入口连通；

所述压缩系统(1)中的级间换热，级末冷却器(2)，储热罐(3)，再热器(10)，膨胀发电系统(11)中的级间再热器组成蓄热子系统；所述的深冷膨胀机(5)、气液分离器(6)、液空储罐(7)、分流器(8)、液泵(9)组成液化空气子系统；所述液压机(12)、精馏塔(13)、节流阀(14)组成空分子系统。

2.根据权利要求1所述的一种空分储能耦合富氧燃烧的系统，其特征在于：该系统将液态空气储能、空气分离和富氧燃烧耦合起来，液态空气储能和空气分离共用一套由深冷膨胀机(5)、气液分离器(6)、液空储罐(7)、分流器(8)、液泵(9)组成的空气液化系统将空气液化后储存在液空储罐(7)中，通过分流器(8)将液态空气分别送至膨胀发电系统(11)膨胀发电及精馏塔(13)中进行空气分离；精馏塔(13)分离出的富氧空气送至电厂锅炉(15)中完成富氧燃烧。

3.根据权利要求1所述的一种空分储能耦合富氧燃烧的系统，其特征在于：所述压缩系统(1)为2-4级压缩机组成，各级压缩机之间配有级间换热器并采用定压比压缩，结构简单，压比高；压缩系统(1)各级压缩机的出口空气在级间换热器内与储热介质进行换热，换热前的储热介质为常温常压状态，换热后的高温储热介质送至储热罐(3)内储存；

所述填充床式蓄冷器(4)，利用球形颗粒石子作为填充材料，外部采用真空填充保温方式；填充床式蓄冷器(4)工作状态为储存冷能时，第一冷端入口处为液泵(9)输送来的液态空气，第二冷端入口处为气液分离器(6)送来的气态低温空气，低温空气在填充床式蓄冷器(4)内与填充材料进行换热并汽化；填充床式蓄冷器(4)工作状态为释放冷能的时候，热端入口处为级末冷却器(2)过来的高温空气，高温空气在填充床式蓄冷器(4)内与填充材料进行换热后温度下降；

所述膨胀发电系统(11)由3-4级膨胀机组成，每台膨胀机都与一台发电机同轴连接，各级膨胀机之间配备了级间再热器并采用等压比膨胀；膨胀发电系统(11)级间膨胀机的入口空气在级间再热器内与储热罐(3)送来的高温储热介质进行换热，提高空气的温度后再进入膨胀机进行膨胀做功；

所述电厂锅炉(15)，当电厂需要快速提升负荷的时候，将空分生成的富氧空气导入至电厂锅炉(15)的燃烧室内，提升锅炉的燃烧速率，达到快速提升负荷的目的。