[发明专利]一种液态压缩空气与火电机组耦合的系统装置和方法

说明书

本发明涉及一种液态压缩空气与退役火电机组耦合的系统装置和方法，包括，转化储冷单元包括依次连接的冷箱、第一低温膨胀设备、气液分离设备、液态空气储罐、低温增压设备和蒸发器；空气压缩单元的出料口和冷箱的进料口相连接；蒸发器和输出单元的进料口相连接；输出单元包括加热器、透平发电系统、第一汽包和第二汽包；蒸发器的出料口与加热器的第一进料口相连接；加热器的第一出料口和透平发电系统；第一汽包和第二汽包和空气压缩单元相连接。对退役火电机组的再利用，通过在原厂址上建立新型储能系统，有效地利用了火电机组的废弃场地与部分组件，如汽包、发电系统等。

技术领域

本发明涉及电能资源化利用领域，涉及一种液态压缩空气与火电机组耦合的系统装置和方法，更具体的涉及一种液态压缩空气与退役火电机组耦合的系统装置和使用方法。

背景技术

目前，由于用电峰值的不稳定性，通常会将非峰值用电的部分电能进行存储，然后在用电高峰期输入电网中，主要的储能方式有抽水蓄能储能、液态压缩空气储能、电化学储能和飞轮储能等。

液态压缩空气储能以液态空气作为储能介质，相比压缩空气储能摆脱了地理因素的限制，能够实现大容量和长时间的电能储存，具有可靠、经济和环保等优势。液态压缩空气储能在电力系统中主要用于削峰填谷、可再生能源存储、系统备用等，是储能领域具有很大发展潜力的技术。

如CN112780375A公开了一种与火电厂耦合的压缩空气储能系统及其使用方法，包括火电厂热力设备和压缩空气储能系统：火电厂热力设备的蒸汽出口与压缩空气储能系统的压缩机驱动汽轮机连接；压缩空气储能系统包括压缩机、压缩机驱动汽轮机、换热系统、储气室、空气膨胀机和发电机，压缩机进气口与空气连通，压缩机驱动汽轮机与压缩机连接，压缩机驱动汽轮机用于驱动压缩机压缩空气；压缩机的出气口通过换热系统与储气室的进气口连接，储气室用于储存压缩空气；储气室的出气口通过换热系统与空气膨胀机的进气口连接，膨胀器与发电机连接；具有调节范围大、响应速度快的优点。

CN213810561U公开了一种基于液态压缩空气储能的火电机组调峰调频系统，包括燃煤发电机组、液态压缩空气储能系统和液态压缩空气释能系统；本实用新型液态压缩空气储能系统与火电机组汽水热力循环多重耦合，压缩机采用火电机组中压缸进汽和排汽作为热源的纯凝式汽轮机驱动，储能压缩过程的热量用于加热凝结水从而排挤低压缸回热抽汽，释能膨胀过程的吸热由高温给水提供。可实现火电机组汽水热力循环的部分能量实现时空转移，有利于提升火电机组参与电网的调峰和调频能力。

然而目前发电的主要方式仍为火力发电，而火力发电机组在使用一定时间后由于安全性或政策等因素会退役，如何对退役火电机组进行二次利用是亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种液态压缩空气与火电机组耦合的系统装置和方法，解决了当前退役火电机组无法有效利用的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种液态压缩空气与退役火电机组耦合的系统装置，所述耦合系统装置包括空气压缩单元、转化储冷单元和输出单元；

所述空气压缩单元包括至少2级压缩-换热组合设备；

所述转化储冷单元包括依次连接的冷箱、第一低温膨胀设备、气液分离设备、液态空气储罐、低温增压设备和蒸发器；

所述冷箱和所述蒸发器均与低温储存设备进行并联；

所述气液分离设备的气相出口与所述冷箱连接；

所述空气压缩单元的出料口和所述冷箱的进料口相连接；

所述蒸发器和所述输出单元的进料口相连接；

所述输出单元包括加热器、透平发电系统、第一汽包和第二汽包；

所述蒸发器的出料口与所述加热器的第一进料口相连接；