[发明专利]一种高效液空储能/释能系统

摘要

本发明公开了一种高效液空储能/释能系统，包括空气液化单元、液空发电单元、蓄热单元和蓄冷单元；储能时，多余电能驱动空气压缩机组产生的高压空气经透平膨胀机组膨胀制冷后，一部分高压空气被液化后送入液空储罐；释能时，液空经高压液空泵加压后依次被蒸发器和加热器加热至高温空气，高温、高压空气再进入空气膨胀发电机组输出电能；同时采用循环水蓄热生产高温水和低温水，并采用低凝固点、高沸点的液体冷剂蓄冷，降低液化单元的能耗并提高发电单元的输出电量，从而提高储能/释能系统的总转化效率。本发明的有益效果是提高储能/释能系统的转化效率，实现可再生能源发电的大规模并网，还可提高电网（特别是微网或孤岛电网）的调峰能力。

主权项

一种高效液空储能/释能系统，其特征在于：包括空气液化单元、液化空气发电单元、蓄热单元和蓄冷单元；所述空气液化单元包括原料空气压缩机（1）、原料空压机常温水冷却器A（2）、原料空压机低温水冷却器A（3）、空气纯化器（4）、循环空气增压机（5）、空气增压机常温水冷却器B（6）、空气增压机低温水冷却器B（7）、热端增压透平膨胀机的膨胀端（9）、热端增压透平膨胀机的增压端（8）、冷端增压透平膨胀机的增压端（10）、冷端增压透平膨胀机的膨胀端（11）、空气液化换热器（12）、发电机制动高压液空膨胀机的膨胀端（13）、高压液空膨胀机的发电端（14）和液空储罐（15），原料空气压缩机（1）的出口与原料空压机常温水冷却器A（2）的进口连接，原料空压机常温水冷却器A（2）的出口与原料空压机低温水冷却器A（3）的进口相连，原料空压机低温水冷却器A（3）的出口与空气纯化器（4）的进口相连，空气纯化器（4）的出口与空气液化换热器（12）的通道II出口合并后一起与循环空气增压机（5）的进口相连，循环空气增压机（5）的出口与空气增压机常温水冷却器B（6）的进口相连，空气增压机常温水冷却器B（6）的出口与空气增压机低温水冷却器B（7）的进口相连，空气增压机低温水冷却器B（7）的出口分别与空气液化换热器（12）的通道I进口、热端增压透平膨胀机的增压端（8）的进口和冷端增压透平膨胀机的增压端（10）的进口相连，热端增压透平膨胀机的增压端（8）的出口与冷端增压透平膨胀机的增压端（10）的出口合并后一起与空气液化热换器（12）的通道III进口相连，空气液化热换器（12）的通道I出口与热端增压透平膨胀机的膨胀端（9）的进口相连，热端增压透平膨胀机的膨胀端（9）的出口与空气液化换热器（12）的通道II上进口相连，空气液化热换器（12）的通道III上出口与冷端增压透平膨胀机的膨胀端（11）的进口相连，冷端增压透平膨胀机的膨胀端（11）的出口与空气液化换热器（12）的通道II下进口相连，空气液化换热器（12）的通道III下出口与发电机制动高压液空膨胀机的膨胀端（13）的进口相连，液空膨胀机的发电端（14）与液空膨胀机的膨胀端（13）通过变速箱相连，液空膨胀机的膨胀端（13）的出口与液空储罐（15）的进口相连；所述液空发电单元包括高压液空泵（50）、液空蒸发器（51）、高压空气加热器（52）、高压空气膨胀发电机的膨胀端（53）和高压空气膨胀机的发电端（54），高压液空泵（50）的进口与液空储罐（15）的出口相连，高压液空泵（50）的出口与液空蒸发器（51）的进口相连，液空蒸发器（51）的出口与高压空气加热器（52）进口相连，高压空气加热器（52）的出口与高压空气膨胀发电机的膨胀端（53）的进口相连，高压空气膨胀机的发电端（54）与高压空气膨胀发电机的膨胀端（53）通过变速箱相连；所述蓄热单元包括常温水罐（30）、常温水泵（31）、低温水罐（33）、低温水泵（34）、高温水罐（32）、冷水机组（35）和循环水冷却器（36），低温水罐（33）与低温水泵（34）的进口端相连，常温水泵（31）的进口与冷水机组（35）的蒸发器进口一起连接在常温水罐（30）上，常温水泵（31）的出口分别与原料空压机常温水冷却器A（2）的进口和空气增压机常温水冷却器B（6）的进口相连，且在相连的管道上设有调节阀门，同时原料空压机低温水冷却器A（3）的常温水出口与原料空压机常温水冷却器A（2）的常温水进口相连，空气增压机低温水冷却器B（7）的常温水出口与空气增压机常温水冷却器B（6）的常温水进口相连，冷水机组（35）的蒸发器出口和低温水泵（34）的进口一起连接在低温水罐（33）上，且在连接的管道上设有调节阀门，低温水泵（34）的出口分别与原料空压机低温水冷却器A（3）的低温水进口和空气增压机低温水冷却器B（7）的低温水进口相连，且在连接的管道上设有调节阀门，冷水机组（35）的吸收器出口与循环水冷却器（36）的进口相连，循环水冷却器（36）的出口与常温水泵（31）的进口相连，原料空压机常温水冷却器A（2）的高温水出口、空气增压机常温水冷却器B（6）的高温水出口、冷水机组（35）的吸收器进口和高压空气加热器（52）的进口均连接在高温水罐（32）上；所述蓄冷单元包括常温冷剂罐（20）、循环冷剂泵（21）和低温冷剂罐（22），低温冷剂罐（22）的出口与空气液化热换器（12）的通道IV进口相连且在相连的管道上设有调节阀门，空气液化热换器（12）的通道IV出口与常温冷剂罐（20）的进口相连，常温冷剂罐（20）的出口与循环冷剂泵（21）的进口相连，循环冷剂泵（21）的出口与液空蒸发器（51）的冷剂进口相连，液空蒸发器（51）的冷剂出口与低温冷剂罐（22）的进口相连且在相连的管道上设有调节阀门。