一种利用循环压缩机提效的深冷液化空气储能系统技术方案

本发明专利技术提供一种利用循环压缩机提效的深冷液化空气储能系统，通过装置的设置在循环压缩机可设计的范围内，尽量提高循环压缩机出口压力，因为循环压缩机出口压力提高，不但可以提高储热温度，单位质量制冷膨胀机制冷量，增大液体膨胀机单位质量空气出功，因此，系统效率提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及深冷液化空气的储能
，具体涉及一种利用循环压缩机提效的深冷液化空气储能系统。
技术介绍
深冷液化空气储能技术是指在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气，将空气高压密封在报废矿井、沉降的海底储气罐、山洞、过期油气井或新建储气井中，在电网负荷高峰期释放压缩空气推动汽轮机发电的储能方式，液态空气储能系统具有储能容量较大、储能周期长、占地小不依赖于地理条件等优点。储能时，电能将空气压缩、冷却并液化，同时存储该过程中释放的热能，用于释能时加热空气；释能时，液态空气被加压、气化，推动膨胀发电机组发电，同时存储该过程的冷能，用于储能时冷却空气。但现有的深冷液态空气储能系统还存在以下缺陷：深冷液化空气储能系统容易受到环境、设备、以及能量损失等多方面因素的影响导致其循环储能效率较低，运行成本较高，因此有必要提供一种高效能、低成本的深冷液态空气储能系统。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中深冷液化空气的储能系统中存在的循环储能效率较低，运行成本较高的技术缺陷。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种利用循环压缩机提效的深冷液化空气储能系统，包括：空气压缩机组，包括若干级空气压缩机，使低温低压空气压缩为高温高压的气态空气；空气液化装置，将所述高温高压的气态空气液化为液态空气；热能回收装置，对空气压缩过程中产生的热能进行收集；液态空气储罐，储存所述高温高压的液态空气；气化装置，使所述高温高压的液态空气气化为高温高压的气态空气，并接收所述热能回收装置中储存的热能；冷能回收装置，对液态空气气化为气态空气过程中产生的冷能进行收集，并将冷能释放至气态空气压缩为液态空气的过程中；膨胀机组，经液态空气气化得到的所述气态空气进入所述膨胀机组中驱动所述膨胀机组做工，所述膨胀机组中输出的气态空气回收输入至所述空气压缩机组；级间加热器，对所述膨胀机组中的若干个膨胀机进行多级加热；还包括：所述空气压缩机组的下游设置有分子筛和循环压缩机，还包括用于使所述循环压缩机出口处气体增压的增压装置。上述的利用循环压缩机提效的深冷液化空气储能系统中，所述循环压缩机连接冷箱单元，所述冷箱单元连接膨胀机和气液分离器，所述气液分离器连接所述液态空气储罐。上述的利用循环压缩机提效的深冷液化空气储能系统中，所述能量输入装置为电动机，其将电能转化为机械能并带动所述第一空气压缩装置和第二空气压缩装置和液化装置做功。上述的利用循环压缩机提效的深冷液化空气储能系统中，所述膨胀机组至少为两级膨胀机组，其中每个膨胀机之间的压力值相同或不同。上述的利用循环压缩机提效的深冷液化空气储能系统中，所述热能回收装置为至少一个储热罐。上述的利用循环压缩机提效的深冷液化空气储能系统中，所述余热换热器为气-气换热器。本专利技术技术方案，具有如下优点：1、本专利技术提供的利用循环压缩机提效的深冷液化空气储能系统中，通过所述增压装置的设置在循环压缩机可设计的范围内，尽量提高循环压缩机出口压力，因为循环压缩机出口压力提高，不但可以提高储热温度，单位质量制冷膨胀机制冷量，增大液体膨胀机单位质量空气出功，因此，系统效率提高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1中的利用循环压缩机提效的深冷液化空气储能系统的原理示意图。附图标记说明：1-空气压缩机组；3-热能回收装置；4-液态空气储罐；5-气化装置；6-冷能回收装置；7-膨胀机组；8-增压装置。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。实施例1本实施例提供一种利用循环压缩机提效的深冷液化空气储能系统，以下结合图1对本实施例的储能系统进行详细的说明，其包括：空气压缩机组1，包括若干级空气压缩机，使低温低压空气压缩为高温高压的气态空气；热能回收装置3，对空气压缩过程中产生的热能进行收集；液态空气储罐4，储存所述高温高压的液态空气；气化装置5，使所述高温高压的液态空气气化为高温高压的气态空气，并接收所述热能回收装置3中储存的热能；冷能回收装置6，对液态空气气化为气态空气过程中产生的冷能进行收集，并将冷能释放至气态空气压缩为液态空气的过程中；膨胀机组7，经液态空气气化得到的所述气态空气进入所述膨胀机组7中驱动所述膨胀机组7做工，所述膨胀机组7中输出的气态空气回收输入至所述空气压缩机组1；还包括所述空气压缩机组1的下游设置有分子筛和循环压缩机8，还包括用于使所述循环压缩机8出口处气体增压的增压装置9。上述实施方式是本实施例的核心技术方案，通过所述增压装置8的设置在循环压缩机可设计的范围内，尽量提高循环压缩机出口压力，因为循环压缩机出口压力提高，不但可以提高储热温度，单位质量制冷膨胀机制冷量，增大液体膨胀机单位质量空气出功，因此，系统效率提高。具体而言，如图1所示，所述增压装置8为用于增压的电机。所述循环压缩机8连接冷箱单元，所述冷箱单元连接膨胀机和气液分离器，所述气液分离器连接所述液态空气储罐4。气液分离器中回收的气态空气可以重新输出至冷箱单元内，从而进一步压缩为液态空气并通过气液分离器进行分离。本实施例的利用循环压缩机提效的深冷液化空气储能系统，能量输入装置，即电动机，其将电能转化为机械能并带动第一空气压缩装置和第二空气压缩装置做功，其中第一空气压缩装置为低压压缩机；第二空气压缩装4为高压压缩机。具体地，第一空气压缩装置对受能量输入装置驱动将气态空气进行一级压缩，此时经过一级压缩的空气仍为气态，而后被一级压缩后的气体通过空气净化装置净化后再进行二级压缩，第二空气压缩装置和液化装置将经过净化后的空气在低温高压的环境下压缩成液态空气，并将液态空气收集，储存至液态空气储罐4中。在二级压缩过程进行的同时，热能回收装置对二级压缩过程中产生的热能进行收集储存。能量输入装置所消耗的机械能，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用循环压缩机提效的深冷液化空气储能系统，包括：空气压缩机组(1)，包括若干级空气压缩机，使低温低压空气压缩为高温高压的气态空气；空气液化装置(2)，将所述高温高压的气态空气液化为液态空气；热能回收装置(3)，对空气压缩过程中产生的热能进行收集；液态空气储罐(4)，储存所述高温高压的液态空气；气化装置(5)，使所述高温高压的液态空气气化为高温高压的气态空气，并接收所述热能回收装置(3)中储存的热能；冷能回收装置(6)，对液态空气气化为气态空气过程中产生的冷能进行收集，并将冷能释放至气态空气压缩为液态空气的过程中；膨胀机组(7)，经液态空气气化得到的所述气态空气进入所述膨胀机组(7)中驱动所述膨胀机组(7)做工，所述膨胀机组(7)中输出的气态空气回收输入至所述空气压缩机组(1)；级间加热器，对所述膨胀机组(7)中的若干个膨胀机进行多级加热；其特征在于：还包括：所述空气压缩机组(1)的下游设置有分子筛和循环压缩机(8)，还包括用于使所述循环压缩机(8)出口处气体增压的增压装置(9)。

【技术特征摘要】
1.一种利用循环压缩机提效的深冷液化空气储能系统，包括：空气压缩机组(1)，包括若干级空气压缩机，使低温低压空气压缩为高温高压的气态空气；空气液化装置(2)，将所述高温高压的气态空气液化为液态空气；热能回收装置(3)，对空气压缩过程中产生的热能进行收集；液态空气储罐(4)，储存所述高温高压的液态空气；气化装置(5)，使所述高温高压的液态空气气化为高温高压的气态空气，并接收所述热能回收装置(3)中储存的热能；冷能回收装置(6)，对液态空气气化为气态空气过程中产生的冷能进行收集，并将冷能释放至气态空气压缩为液态空气的过程中；膨胀机组(7)，经液态空气气化得到的所述气态空气进入所述膨胀机组(7)中驱动所述膨胀机组(7)做工，所述膨胀机组(7)中输出的气态空气回收输入至所述空气压缩机组(1)；级间加热器，对所述膨胀机组(7)中的若干个膨胀机进行多级加热；其特征在于：还包括：所述空气压缩机组(1)的下游设置有分子筛和循环压缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：王乐，宋洁，赵波，徐桂芝，邓占锋，杨岑玉，金翼，胡晓，宋鹏翔，李志远，梁立晓，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京;11