存取共用型压缩空气储能蓄热系统技术方案

本发明专利技术提供一种存取共用型压缩空气储能蓄热系统，该存取共用型压缩空气储能蓄热系统包括：蓄热装置，蓄热装置包括多个蓄热器，蓄热器具有用于填充蓄热介质的蓄热腔和与蓄热腔隔离的换热腔，多个蓄热器的换热腔并联连接于蓄热装置的换热流路，且多个换热腔中的至少部分可选择性地与换热流路连通；压缩机，压缩机与换热流路相连；储气装置，储气装置的进口和出口分别连接于换热流路的两端；膨胀机，膨胀机与换热流路相连。本发明专利技术的存取共用型压缩空气储能蓄热系统，可以大幅降低投资成本，节省运行电损耗以及空气加热和冷却时的压降损失，提高系统效率，通过设计可独立并入换热流路的多个蓄热器，确保存储的热能为高温度的高品质热能。

Storage and storage system of compressed air

【技术实现步骤摘要】
存取共用型压缩空气储能蓄热系统
本专利技术涉及储能
，尤其涉及一种存取共用型压缩空气储能蓄热系统。
技术介绍
当前，我国清洁能源发电源迅速发展，以水电、光伏、风电为代表的新型清洁可再生能源成为我国建设清洁能源电站的首要选择。由于复杂的电源结构、电网结构、电价构成及历史因素影响等原因，造成了电力资源配置扭曲等突出矛盾，且受限于常规电源特性和电网结构，新能源消纳问题突出。大规模电力储能技术可有效解决可再生能源的不稳定性、调整电网峰谷、改善电力系统经济性和稳定性。压缩空气储能因不需要燃料的补燃，环境友好性佳，目前得到大力推广，但是如何提高先进绝热压缩空气储能技术的系统效率，降低运行成本也成了该
的研究热点之一。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种存取共用型压缩空气储能蓄热系统，用以解决现有技术中能效不高的缺陷。本专利技术实施例提供一种存取共用型压缩空气储能蓄热系统，包括：蓄热装置，所述蓄热装置包括多个蓄热器，所述蓄热器具有用于填充蓄热介质的蓄热腔和与所述蓄热腔隔离的换热腔，多个所述蓄热器的所述换热腔并联连接于所述蓄热装置的换热流路，且多个所述换热腔中的至少部分可选择性地与所述换热流路连通；压缩机，所述压缩机与所述换热流路相连；储气装置，所述储气装置的进口和出口分别连接于所述换热流路的两端；膨胀机，所述膨胀机与所述换热流路相连。在一些实施例中，所述压缩机为多个，多个所述压缩机串联连接，且沿压缩气路相邻的所述压缩机分布于所述换热流路的异侧。在一些实施例中，所述膨胀机为多个，多个所述膨胀机串联连接，且沿膨胀气路相邻的所述膨胀机分布于所述换热流路的异侧。在一些实施例中，所述蓄热器包括多个子蓄热器，每个所述子蓄热器均具有所述蓄热腔和所述换热腔，且同一个所述蓄热器的多个所述换热腔与所述换热流路同步连通或断开。在一些实施例中，所述子蓄热器包括第一管和第二管，所述第二管套设在所述第一管外，且所述第二管与所述第一管之间限定出所述蓄热腔，所述第一管限定出所述换热腔。在一些实施例中，所述子蓄热器包括第一管、第二管、第三管，所述第三管、所述第二管、所述第一管从外到内顺次套设，且所述第二管与所述第一管之间限定出所述蓄热腔，所述第三管和所述第二管之间以及所述第一管分别限定出所述换热腔。在一些实施例中，所述换热腔为直线型。在一些实施例中，同一个所述蓄热器的多个所述子蓄热器的换热腔并联连接。在一些实施例中，同一个所述蓄热器的多个所述子蓄热器并排设置。在一些实施例中，同一个所述蓄热器的多个所述换热腔通过共同的控制阀连接于所述换热流路。本专利技术实施例的存取共用型压缩空气储能蓄热系统，通过设计了存、取共用的蓄热装置以及换热介质自流动的方案，不仅可以大幅降低投资成本，还可以节省运行电损耗以及空气加热和冷却时的压降损失，提高系统效率，通过设计可独立并入换热流路的多个蓄热器，确保存储的热能为高温度的高品质热能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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提供的存取共用型压缩空气储能蓄热系统的结构原理图；图2是本专利技术实施例提供的存取共用型压缩空气储能蓄热系统的一种子蓄热器的横截面示意图；图3是本专利技术实施例提供的存取共用型压缩空气储能蓄热系统的一种子蓄热器的纵截面示意图；图4是本专利技术实施例提供的存取共用型压缩空气储能蓄热系统的另一种子蓄热器的横截面示意图。附图标记：10-蓄热装置；11-蓄热器；12-子蓄热器；13-第一管；14-第二管；15-第三管；16-蓄热介质；17-换热腔；18-控制阀；19-换热流路；20-储气装置；31-一级压缩机；32-二级压缩机；33-三级压缩机；41-一级膨胀机；42-二级膨胀机；A/B/C-电动机；D/E-发电机。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中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作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。下面参考图1-图4描述本专利技术实施例的存取共用型压缩空气储能蓄热系统。如图1所示，本专利技术实施例的存取共用型压缩空气储能蓄热系统包括：蓄热装置10、压缩机、储气装置20和膨胀机。其中，蓄热装置10包括多个蓄热器11，蓄热器11用于储能且在需要时释能，比如可以将多余的电能通过热能的方式存储，在需要使用时再释放热能。蓄热器11具有蓄热腔和换热腔17，蓄热腔用于填充蓄热介质16，蓄热介质16包括但不限于熔盐，换热腔17与蓄热腔隔离，并可以通过中间的隔离层导热，隔离层为热的良导体制成，比如铜、不锈钢、铝等金属。多个蓄热器11并联连接，多个蓄热器11的换热腔17并联连接于蓄热装置10的换热流路19，且多个换热腔17中的至少部分可选择性地与换热流路19连通。比如，每个蓄热装置10通过各自对应的控制阀18连接于换热流路19。压缩机与蓄热器11的换热流路19相连，压缩机的工作介质(可以为空气)即为换热介质。压缩机可以为空气压缩机，压缩机用于将空气压缩，在压缩过程会使空气增压升温，压缩机可以连接有电动机，比如图1中的压缩机通过电动机A/B/C驱动，电动机可以用风电、光伏电等不便于上网的可再生电驱动。膨胀机与换热流路19相连，膨胀机的工作介质也为换热介质。膨胀机可以利用压缩气体膨胀降压时向外输出机械功，且会使气体温度降低，膨胀机用于将压缩空气的内能和压力势能转化为机械能输出，比如膨胀机可以连接有发电机D/E，以驱动发电机D/E发电。储气装置20的进口和出口分别连接于换热流路19的两端，储气装置20用于存储高压气体，比如储气装置20可以包括管线钢储气装置20。储气装置20可以通过保温处理，保持内部存储的气体的热能。换热流路19的两端指换热流路19的分别与换热腔17的两端相连的两个总干路。在储能阶段，压缩机工作，换热介质(可以为空气等气体)流经换热腔17，并将热能传递给蓄热腔内的蓄热介质16，比如蓄热腔内的熔盐吸热升温融化，这样可以将换热腔17内的换热介质的能量传递给蓄热腔内的蓄热介质16存储。换热后的换热介质(高压气体)可以存储于储气装置20。在释能阶段，储气装置20中存储的换热介质(高压气体)流经换热腔17，蓄热腔内的蓄热介质16将热量传递给换热腔17的换热介质，使换热介质升温后流入膨胀机做功以输出能量，比如蓄热腔内的熔盐放热降温凝固，这样可以将蓄热腔内的蓄热介质16存储的热能释放。换言之，该蓄热装置10中蓄能和释能使用的是同样的换热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种存取共用型压缩空气储能蓄热系统，其特征在于，包括：/n蓄热装置，所述蓄热装置包括多个蓄热器，所述蓄热器具有用于填充蓄热介质的蓄热腔和与所述蓄热腔隔离的换热腔，多个所述蓄热器的所述换热腔并联连接于所述蓄热装置的换热流路，且多个所述换热腔中的至少部分可选择性地与所述换热流路连通；/n压缩机，所述压缩机与所述换热流路相连；/n储气装置，所述储气装置的进口和出口分别连接于所述换热流路的两端；/n膨胀机，所述膨胀机与所述换热流路相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种存取共用型压缩空气储能蓄热系统，其特征在于，包括：
蓄热装置，所述蓄热装置包括多个蓄热器，所述蓄热器具有用于填充蓄热介质的蓄热腔和与所述蓄热腔隔离的换热腔，多个所述蓄热器的所述换热腔并联连接于所述蓄热装置的换热流路，且多个所述换热腔中的至少部分可选择性地与所述换热流路连通；
压缩机，所述压缩机与所述换热流路相连；
储气装置，所述储气装置的进口和出口分别连接于所述换热流路的两端；
膨胀机，所述膨胀机与所述换热流路相连。


2.根据权利要求1所述的存取共用型压缩空气储能蓄热系统，其特征在于，所述压缩机为多个，多个所述压缩机串联连接，且沿压缩气路相邻的所述压缩机分布于所述换热流路的异侧。


3.根据权利要求1所述的存取共用型压缩空气储能蓄热系统，其特征在于，所述膨胀机为多个，多个所述膨胀机串联连接，且沿膨胀气路相邻的所述膨胀机分布于所述换热流路的异侧。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的存取共用型压缩空气储能蓄热系统，其特征在于，所述蓄热器包括多个子蓄热器，每个所述子蓄热器均具有所述蓄热腔和所述换热腔，且同一个所述蓄热器的多个所述换热腔与所述换热流路同步连通或断开。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅生伟，陈来军，高博，薛小代，谢毓广，刘当武，郑天文，李伟，计长安，陈凡，林其友，王小明，陈庆涛，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司，清华大学，国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，清华四川能源互联网研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34