一种有效利用液态空气冷能的液化空气储能发电系统技术方案

一种有效利用液态空气冷能的液化空气储能发电系统，它包括空气压缩系统、液化空气储能系统、液态空气冷能利用系统及释能发电系统。本实用新型专利技术是利用富余电能带动压缩机，将干净的空气压缩后到达冷箱冷却，然后依次通过制冷机和J‑T阀进行液化，到达液态储罐进行储存；用电高峰期，将液态空气用低温泵加压后到达气化换热器进行气化，并且将液态空气的冷能储存到蓄冷器当中，用来预冷后续需要液化的空气，然后气态空气到达膨胀机膨胀做功，带动发电机进行发电。本实用新型专利技术是一种有效利用液态空气冷能的储能发电技术，其无污染，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种有效利用液态空气冷能的液化空气储能发电系统
本技术涉及一种有效利用液态空气冷能的液化空气储能发电系统，尤其是一种利用液态空气冷能的新型储能发电一体化系统，属于绿色能源

技术介绍
近年来，各国加大了对风能、核能、太阳能和生物质能等可替代能源的开发力度。但实际情况表明，这些可再生能源，如风能、水电、太阳能等，均是间歇式、不稳定的能源形式，它们的能量输出具有较强的随机性和间歇性，这些电源的大量接入会使电网电压、频率不稳定，造成波峰波谷波动巨大，引起电网电能质量下降等一系列问题。同时，每年造成大量的风水弃用，也造成了无法挽回的资源和经济浪费。因此，现在亟需寻求一种高效率的、大规模储能方式与可再生能源发电相结合，来提高系统的稳定性、改善电能质量并提高资源的利用率，对解决能源的消纳难题具有至关重要的作用，液化空气储能技术是一种能够适应于长时间和大功率等级电站储能应用的技术，同抽水蓄能相比较而言，液化空气储能对地表的影响更小，建设位置更加灵活，无地理条件的限制，并且储能密度高。为应对资源和环境问题，世界各国都提高了太阳能、风能等可再生能源发电的比例。但由于这些能源形式的不稳定性和间歇性，需要大规模、高效的储能技术以提供持续稳定的输出。压缩空气储能和抽水蓄能是目前较为成熟可靠的应用方案。但抽水蓄能技术需要丰富的水资源作为支撑，而压缩空气储能对储气室的要求高，两种技术方案均受地理条件的限制，不能开展大规模工业应用。液化空气储能是一种大规模工业化储能技术，不受地理条件的限制，并且储能密度较高，无污染，经济效益高。液化空气储能的历史可以溯及到20世纪70年代，当时欧美出现了利用液化空气进行储存能量的专利。液态空气的使用首先在纽卡斯尔大学提出，并由三菱工业有限公司进行测试。英国利兹大学的研究人员与Highview公司一起开发了液化空气储能技术，总结了该技术的主要特点，并提出了不同的液化空气储能技术的改进措施，在伯明翰大学建立了350kW/2.5MWh试验工厂。2014年，Viridor公司选择Highview公司设计并建立了一个5MW/15MWh商用示范的液化空气储能示范工厂。液化空气储能系统的效率与整个系统能量能否充分利用息息相关，一种有效利用液态空气冷能的液化空气储能发电系统，有利于提高液化空气储能的效率。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种有效利用液态空气冷能的液化空气储能发电系统。本技术所述问题是以下述技术方案实现的：一种有效利用液态空气冷能的液化空气储能发电系统，它包括空气压缩系统、液化空气储能系统、液态空气冷能利用系统及释能发电系统。本技术是利用富余电能带动压缩机，将干净的空气压缩后到达冷箱冷却，然后依次通过制冷机和J-T阀进行液化，到达液态储罐进行储存；用电高峰期，将液态空气用低温泵加压后到达气化换热器进行气化，并且将液态空气的冷能储存到蓄冷器当中，用来预冷后续需要液化的空气，然后气态空气到达膨胀机膨胀做功，带动发电机进行发电；所述空气压缩系统由发电机，压缩机A，换热器A，压缩机B，换热器B，储冷罐，储热罐组成；所述液化空气储能系统由冷箱A，冷箱B，制冷机，J-T阀，液态储罐组成；所述液态空气冷能利用系统由控制阀A，低温泵，气化换热器A，气化换热器B，蓄冷器A，控制阀B，蓄热器A，控制阀C，蓄冷器B，控制阀D，蓄热器B，控制阀E组成；所述释能发电系统由换热器C，膨胀机A，换热器D，膨胀机B，发电机组成。上述一种有效利用液态空气冷能的液化空气储能发电系统，所述液化空气储能系统中采用J-T阀，利用焦耳-汤姆逊节流膨胀原理设计的节流阀门，通过节流减压使加压空气膨胀而产生低温。上述一种有效利用液态空气冷能的液化空气储能发电系统，所述液态空气冷能利用系统中采用蓄冷器，将液态空气的冷能重新利用，用来预冷后续需要液化的空气，以提高系统的效率。另外，本技术还具有如下优点：1、本技术有效利用液态空气的冷能，以提高系统的效率；2、本技术用干净空气作为循环工质，不会对环境产生污染与破坏；3、本技术将干净的空气压缩后到达冷箱冷却，然后依次通过制冷机和J-T阀进行液化，到达液态储罐进行储存；用电高峰期，将液态空气用低温泵加压后到达气化换热器进行气化，并且将液态空气的冷能储存到蓄冷器当中，用来预冷后续需要液化的空气，从而将液态空气的冷能充分利用，经济效益高，延长装置使用寿命。4、本技术不受地理条件的限制，储能密度高，应用范围广，具有良好的商业前景。附图说明下面结合附图对本技术做进一步说明。图1为本技术一种有效利用液态空气冷能的液化空气储能发电系统图。图中各标号为：1、发电机；2、压缩机A；3、换热器A；4、压缩机B；5、换热器B；6、冷箱A；7、冷箱B；8、制冷机；9、J-T阀；10、液态储罐；11、控制阀A；12、低温泵；13、气化换热器A；14、气化换热器B；15、蓄冷器A；16、控制阀B；17、蓄热器A；18、控制阀C；19、蓄冷器B；20、控制阀D；21、蓄热器B；22、控制阀E；23、储冷罐；24、储热罐；25、换热器C；26、膨胀机A；27、换热器D；28、膨胀机B；29、发电机。具体实施方式本技术是一种有效利用液态空气冷能的液化空气储能发电系统，该系统包括空气压缩系统、液化空气储能系统、液态空气冷能利用系统及释能发电系统，这四种系统的结合实现本技术的目的，利用富余电能带动压缩机，将干净的空气压缩后到达冷箱冷却，然后依次通过制冷机和J-T阀进行液化，到达液态储罐进行储存；用电高峰期，将液态空气用低温泵加压后到达气化换热器进行气化，并且将液态空气的冷能储存到蓄冷器当中，用来预冷后续需要液化的空气，然后气态空气到达膨胀机膨胀做功，带动发电机进行发电；从而实现了液态空气冷能的有效利用，提供系统效率，满足了用户在用电高峰期用电的需求。整个系统由空气压缩系统、液化空气储能系统、液态空气冷能利用系统及释能发电系统组成，如图1所示。空气压缩系统由发电机(1)，压缩机A(2)，换热器A(3)，压缩机B(4)，换热器B(5)，储冷罐(23)，储热罐(24)组成。该系统利用富余电能带动压缩机，将干净的空气压缩后到达冷箱冷却。液化空气储能系统由冷箱A(6)，冷箱B(7)，制冷机(8)，J-T阀(9)，液态储罐(10)组成。该系统将从冷箱从来的空气依次通过制冷机和J-T阀进行液化，到达液态储罐进行储存。液态空气冷能利用系统由控制阀A(11)，低温泵(12)，气化换热器A(13)，气化换热器B(14)，蓄冷器A(15)，控制阀B(16)，蓄热器A(17)，控制阀C(18)，蓄冷器B(19)，控制阀D(20)，蓄热器B(21)，控制阀E(22)组成。该系统在需要发电时，将液态空气用低温泵加压后到达气化换热器进行气化，并且将液态空气的冷能储存到蓄冷器当中，用来预冷后续需要液化的空气。释能发电系统由换热器C(25)，膨胀机A(26)，换热器D(27)，膨胀机B(28)，发电机(29)组成。该系统在气态空气到达膨胀机后膨胀做功，带动发电机进行发电。本技术一种有效利用液态空气冷能的液化空气储能发电系统，将干净的空气压缩后到达冷箱冷却，然后依次通过制冷机和J-T本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有效利用液态空气冷能的液化空气储能发电系统，其特征在于，它包括空气压缩系统、液化空气储能系统、液态空气冷能利用系统及释能发电系统四部分；所述空气压缩系统由发电机(1)，压缩机A(2)，换热器A(3)，压缩机B(4)，换热器B(5)，储冷罐(23)，储热罐(24)组成；所述液化空气储能系统由冷箱A(6)，冷箱B(7)，制冷机(8)，J‑T阀(9)，液态储罐(10)组成；所述液态空气冷能利用系统由控制阀A(11)，低温泵(12)，气化换热器A(13)，气化换热器B(14)，蓄冷器A(15)，控制阀B(16)，蓄热器A(17)，控制阀C(18)，蓄冷器B(19)，控制阀D(20)，蓄热器B(21)，控制阀E(22)组成；所述释能发电系统由换热器C(25)，膨胀机A(26)，换热器D(27)，膨胀机B(28)，发电机(29)组成。

【技术特征摘要】
1.一种有效利用液态空气冷能的液化空气储能发电系统，其特征在于，它包括空气压缩系统、液化空气储能系统、液态空气冷能利用系统及释能发电系统四部分；所述空气压缩系统由发电机(1)，压缩机A(2)，换热器A(3)，压缩机B(4)，换热器B(5)，储冷罐(23)，储热罐(24)组成；所述液化空气储能系统由冷箱A(6)，冷箱B(7)，制冷机(8)，J-T阀(9)，液态储罐(10)组成；所述液态空气冷能利用系统由控制阀A(11)，低温泵(12)，气化换热器A(13)，气化换热器B(14)，蓄冷器A(15)，控制阀B(16)，蓄热器A(17)，控制阀C(18)，蓄冷器B...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢英柏，薛晓东，徐承美，提梦桃，杨凯中，王鹏辉，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：新型
国别省市：河北,13