多源蓄热式压缩空气储能综合利用系统及方法技术方案

一种多源蓄热式压缩空气储能综合利用系统的储能及方法，它包括填充蓄热装置、蓄热回路、释热回路、储气回路、光热回路、供暖回路和供冷回路，通过蓄热回路和释热回路分别与填充蓄热装置连接，蓄热回路的蓄热换热器和释热回路的释热换热器分别与储气回路连接，光热回路与蓄热回路连接，供暖回路与释热回路和光热回路连接，供冷回路与填充蓄热装置和光热回路连接，光热回路对蓄热回路和释热回路加热。本发明专利技术克服了原系统不能满足综合功能，储能过程中温度达不到要求时降低做功效率导致系统不稳定的问题。具有结构简单，同时满足多种综合功能，提升系统稳定做功性能和效率，实现连续供热和供冷的特点。

【技术实现步骤摘要】
多源蓄热式压缩空气储能综合利用系统及方法
本专利技术属于储能
，涉及一种多源蓄热式压缩空气储能综合利用系统及方法。
技术介绍
压缩空气储能系统中因为在释能过程中，通过空气透平进行发电，在此过程中能够利用高压空气膨胀降温产生冷能提供给用户，同时在压缩热回收的蓄热子系统中，除了利用回收热加热释能时的高压空气，还可以为用户提供生活用水及供暖。专利CN109826708A中提出了一种先进分布式多联供的压缩空气储能系统及应用方法，里面涉及了电力输出、供冷、供热等模块，虽然满足了用户不同季节负荷需求，但是采用的是补燃式，不是完全零污染。同样专利CN107299891B中为一种先进多能互补的冷热电联供压缩空气储能系统及应用方法，提出了回收压缩机热和太阳能集热装置提供热量，但也采用的为补燃式路线。专利CN107939654B提出了一种冷-热-电联供压缩空气储能系统，采用的为非补燃式路线，同时满足冷、热、电不同需求的供应，但是在蓄热系统还有进一步优化空间。上述技术方案不能同时满足电力输出、供冷、供暖、供气等综合功能，在储能过程中一旦温度达不到做功温度，则透平效率降低，系统不稳定；其次不能连续供热和供冷。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种多源蓄热式压缩空气储能综合利用系统及方法，结构简单，采用蓄热回路和释热回路分别与填充蓄热装置连接，蓄热回路的蓄热换热器和释热回路的释热换热器分别与储气回路连接，光热回路与蓄热回路连接，供暖回路与释热回路和光热回路连接，供冷回路与填充蓄热装置和光热回路连接，光热回路对蓄热回路和释热回路加热，同时满足多种综合功能，提升系统稳定做功性能和效率，实现连续供热和供冷。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种多源蓄热式压缩空气储能综合利用系统，它包括填充蓄热装置、蓄热回路、释热回路、储气回路、光热回路、供暖回路和供冷回路；所述蓄热回路和释热回路分别与填充蓄热装置连接，蓄热回路的蓄热换热器和释热回路的释热换热器分别与储气回路连接，光热回路与蓄热回路连接，供暖回路与释热回路和光热回路连接，供冷回路与填充蓄热装置和光热回路连接；光热回路对蓄热回路和释热回路加热。所述填充蓄热装置包括与填充床排液端连通的储液罐，蓄热回路和释热回路与填充床和储液罐连通；稳压系统与填充床的进液端连接。所述蓄热回路包括与蓄热管路串联的蓄热换热器和低温屏蔽泵。所述蓄热换热器和释热换热器分别与压缩机和膨胀机连接。所述释热回路包括与释热管路串联的释热换热器和高温屏蔽泵；膨胀槽与释热管路连接。所述储气回路包括与储气罐连接的进气管路和排气管路，进气管路和排气管路分别与蓄热换热器和释热换热器连接，气源气管与排气管路连接。所述光热回路包括与光热管路串联的光热集热系统和电加热器，光热管路与蓄热回路、供暖回路和供冷回路连接。所述供暖回路包括与供暖换热器连接的暖用户端，供暖换热器与释热回路和光热回路连接。所述供冷回路包括与吸收式制冷系统连接的冷用户端，吸收式制冷系统与蓄热回路和光热回路连接。如上所述的多源蓄热式压缩空气储能综合利用系统的储能和释能方法，它包括如下步骤：S1，储能，压缩机和低温屏蔽泵启动，将高温高压空气转换成低温高压空气储存于储气罐中；S1-1，压缩机排出的高温高压空气进入蓄热换热器，蓄热换热器吸收热量后与蓄热回路中的低温液态传热介质进行热量转换；S1-2，储液罐内的液态传热介质进入蓄热回路中，低温屏蔽泵驱动蓄热回路中的液态传热介质不断循环，液态传热介质不断吸收蓄热换热器的热量；与此同时，高温高压空气降温后形成低温高压空气进入储气罐内储存；S1-3，当储液罐内的液态传热介质达到设定温度值或储气罐内的低温高压空气达到设定值时，储能过程结束；S2，释能，高温屏蔽泵启动，将储气罐内的低温高压空气转换成高温高压空气输送给膨胀机做功；S2-1，储气罐内的低温高压空气进入释热换热器，释热换热器吸收热量后与储气回路中的低温高压空气进行热量转换；S2-2，储液罐内的液态传热介质进入释热回路中，高温屏蔽泵驱动释热回路中的液态传热介质不断循环，液态传热介质热量不断传导给释热换热器；与此同时，低温高压空气吸热后形成高温高压空气驱动膨胀机做功；S2-3，当储气罐内低温高压空气释放达到设定值或者储液罐内的液态传热介质温度达到设定值时，释能过程结束；S3，电加热，在压缩机不工作的情况下，储液罐内的液态传热介质在低温屏蔽泵驱动下进入光热回路中，经电加热器加热后再进入填充床内，之后回流至储液罐；S4，光加热，在压缩机不工作的情况下，储液罐内的液态传热介质在低温屏蔽泵驱动下进入光热回路中，经光热集热系统加热后再进入填充床内，之后回流至储液罐；S5，供暖，储液罐内的液态传热介质进入释热回路中，高温屏蔽泵驱动液态传热介质进入供暖回路后再进入填充床内，之后回流至储液罐；此过程中，供暖换热器不断吸收液态传热介质的热量，供暖换热器吸收热量后输送给暖用户端；S6，供冷，储液罐内的液态传热介质进入释热回路中，高温屏蔽泵驱动液态传热介质沿释热回路进入吸收式制冷系统中，吸收式制冷系统不断吸收液态传热介质的热量做功制冷提供给冷用户端，之后液态传热介质回流至储液罐内；S7，供气，气源气管打开，储气罐内的低温高压空气进入气源气管；在S1中，释热回路处于关闭状态，储气罐的排气管路关闭，进气管路打开；在S2中，蓄热回路处于关闭状态，储气罐的排气管路打开，进气管路关闭。一种多源蓄热式压缩空气储能综合利用系统的储能及方法，它包括填充蓄热装置、蓄热回路、释热回路、储气回路、光热回路、供暖回路和供冷回路，通过蓄热回路和释热回路分别与填充蓄热装置连接，蓄热回路的蓄热换热器和释热回路的释热换热器分别与储气回路连接，光热回路与蓄热回路连接，供暖回路与释热回路和光热回路连接，供冷回路与填充蓄热装置和光热回路连接，光热回路对蓄热回路和释热回路加热。本专利技术克服了原系统不能满足综合功能，储能过程中温度达不到要求时降低做功效率导致系统不稳定的问题。具有结构简单，同时满足多种综合功能，提升系统稳定做功性能和效率，实现连续供热和供冷的特点。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术填充蓄热装置的结构示意图。图3为本专利技术蓄热回路的结构示意图。图4为本专利技术释热回路的结构示意图。图5为本专利技术储气回路的结构示意图。图6为本专利技术光热回路与蓄热回路连接的结构示意图。图7为本专利技术供暖回路连接的结构示意图。图8为本专利技术供冷回路连接的结构示意图。图中：填充蓄热装置1，填充床11，储液罐12，稳压系统13，蓄热回路2，蓄热换热器21，低温屏蔽泵22，压缩机23，释热回路3，释热换热器31，高温屏蔽泵32，膨胀机33，膨胀槽34，储气回路4，储气罐41，气源气管42，光热回路5，光热集热系统51本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多源蓄热式压缩空气储能综合利用系统，其特征是：它包括填充蓄热装置（1）、蓄热回路（2）、释热回路（3）、储气回路（4）、光热回路（5）、供暖回路（6）和供冷回路（7）；所述蓄热回路（2）和释热回路（3）分别与填充蓄热装置（1）连接，蓄热回路（2）的蓄热换热器（21）和释热回路（3）的释热换热器（31）分别与储气回路（4）连接，光热回路（5）与蓄热回路（2）连接，供暖回路（6）与释热回路（3）和光热回路（5）连接，供冷回路（7）与填充蓄热装置（1）和光热回路（5）连接；光热回路（5）对蓄热回路（2）和释热回路（3）加热。/n

【技术特征摘要】
1.一种多源蓄热式压缩空气储能综合利用系统，其特征是：它包括填充蓄热装置（1）、蓄热回路（2）、释热回路（3）、储气回路（4）、光热回路（5）、供暖回路（6）和供冷回路（7）；所述蓄热回路（2）和释热回路（3）分别与填充蓄热装置（1）连接，蓄热回路（2）的蓄热换热器（21）和释热回路（3）的释热换热器（31）分别与储气回路（4）连接，光热回路（5）与蓄热回路（2）连接，供暖回路（6）与释热回路（3）和光热回路（5）连接，供冷回路（7）与填充蓄热装置（1）和光热回路（5）连接；光热回路（5）对蓄热回路（2）和释热回路（3）加热。


2.根据权利要求1所述的多源蓄热式压缩空气储能综合利用系统，其特征是：所述填充蓄热装置（1）包括与填充床（11）排液端连通的储液罐（12），蓄热回路（2）和释热回路（3）与填充床（11）和储液罐（12）连通；稳压系统（13）与填充床（11）的进液端连接。


3.根据权利要求1所述的多源蓄热式压缩空气储能综合利用系统，其特征是：所述蓄热回路（2）包括与蓄热管路串联的蓄热换热器（21）和低温屏蔽泵（22）。


4.根据权利要求1所述的多源蓄热式压缩空气储能综合利用系统，其特征是：所述蓄热换热器（21）和释热换热器（31）分别与压缩机（23）和膨胀机（33）连接。


5.根据权利要求1所述的多源蓄热式压缩空气储能综合利用系统，其特征是：所述释热回路（3）包括与释热管路串联的释热换热器（31）和高温屏蔽泵（32）；膨胀槽（34）与释热管路连接。


6.根据权利要求1所述的多源蓄热式压缩空气储能综合利用系统，其特征是：所述储气回路（4）包括与储气罐（41）连接的进气管路和排气管路，进气管路和排气管路分别与蓄热换热器（21）和释热换热器（31）连接，气源气管（42）与排气管路连接。


7.根据权利要求1所述的多源蓄热式压缩空气储能综合利用系统，其特征是：所述光热回路（5）包括与光热管路串联的光热集热系统（51）和电加热器（52），光热管路与蓄热回路（2）、供暖回路（6）和供冷回路（7）连接。


8.根据权利要求1所述的多源蓄热式压缩空气储能综合利用系统，其特征是：所述供暖回路（6）包括与供暖换热器（61）连接的暖用户端（62），供暖换热器（61）与释热回路（3）和光热回路（5）连接。


9.根据权利要求1所述的多源蓄热式压缩空气储能综合利用系统，其特征是：所述供冷回路（7）包括与吸收式制冷系统（71）连接的冷用户端（72），吸收式制冷系统（71）与蓄热回路（2）和光热回路（5）连接。


10.根据权利要求1~9任一项所述的多源蓄热式压缩空气储能综合利用系统的储能和释能方法，其特征是，它包括如下步骤：
S1，储能，压缩机（23）和低...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢宁宁，蔺新星，尹立坤，孙长平，
申请(专利权)人：中国长江三峡集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11