组合式蓄热压缩空气储能系统及方法技术方案

一种组合式蓄热压缩空气储能系统的储能及方法，它包括填充蓄热装置、蓄热回路、释热回路、储气回路、辅助回路、压缩回路和做功回路，通过蓄热回路和释热回路相互连通，填充蓄热装置与蓄热回路和释热回路连通，蓄热回路的蓄热换热器和释热回路的释热换热器皆与储气回路连接，辅助回路与释热回路连接，压缩回路和做功回路分别与蓄热换热器和释热换热器连接。本发明专利技术克服了原系统中释热回路不能满足额定做功要求时导致系统转化效率降低，终端输出功率不稳定的问题。具有结构简单，在释热回路中的液态传热介质释放的温度不能满足额定做功温度要求时，辅助回路对释热回路进行加温，提高系统转化效率，使终端输出功率保持稳定的特点。

【技术实现步骤摘要】
组合式蓄热压缩空气储能系统及方法
本专利技术属于储能
，涉及一种组合式蓄热压缩空气储能系统及方法。
技术介绍
压缩空气储能技术目前可以分为补燃式和非补燃式两类，专利CN105370408A虽然提出了紧凑型蓄热系统，但蓄热子系统的蓄热范围较低，采用水作为传热介质和蓄热介质，虽然可以降低出投资成本，但是因为考虑的蓄热温度和释热温度不高，在释能过程中传递给进入透平的空气的热量较低，热电转化的整体效率有待提高。专利CN105370408采用高温蓄热子系统，能够在释能过程中使进入透平的空气提高到更高的温度，从而提高系统的热电转化效率。但是前述的技术方案中，在热交换过程中，当蓄热回路的蓄热温度没有达到做功设定温度时，则释热回路释放的温度不能满足额定做功温度要求，降低系统转化效率，导致终端输出功率不稳定。
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组合式蓄热压缩空气储能系统及方法，结构简单，采用蓄热回路和释热回路相互连通，填充蓄热装置与蓄热回路和释热回路连通，蓄热回路的蓄热换热器和释热回路的释热换热器皆与储气回路连接，辅助回路与释热回路连接，压缩回路和做功回路分别与蓄热换热器和释热换热器连接，在释热回路中的液态传热介质释放的温度不能满足额定做功温度要求时，辅助回路对释热回路进行加温，提高系统转化效率，使终端输出功率保持稳定。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种组合式蓄热压缩空气储能系统，它包括填充蓄热装置、蓄热回路、释热回路、储气回路、辅助回路、压缩回路和做功回路；所述蓄热回路和释热回路相互连通，填充蓄热装置位于蓄热回路和释热回路之间与其连通，蓄热回路的蓄热换热器和释热回路的释热换热器皆与储气回路连接，辅助回路与释热回路连接；压缩回路和做功回路分别与蓄热换热器和释热换热器连接。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的一端与储液罐连通，另一端与填充床进液端连通。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。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。所述辅助回路包括与加热管路串联的加热器，以及与加热管路连接的分支管路，加热管路两端分别与储液罐和释热回路连接，分支管路与释热回路连接。所述压缩回路包括与压缩管路连接的压缩机，压缩管路与蓄热换热器连接。所述做功回路包括与做功管路连接的膨胀机，做功管路与释热回路连接。所述填充蓄热装置的填充床进液端连接有稳压系统；释热回路中连接有膨胀槽。如上所述的组合式蓄热压缩空气储能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，辅助加热，在S2中，当释热回路中的液态传热介质释放的温度不能满足膨胀机额定做功温度要求时，加热器启动，对释热回路中的液态传热介质进行加温；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；在S3中，液态传热介质不经过填充床。一种组合式蓄热压缩空气储能系统的储能及方法，它包括填充蓄热装置、蓄热回路、释热回路、储气回路、辅助回路、压缩回路和做功回路，通过蓄热回路和释热回路相互连通，填充蓄热装置与蓄热回路和释热回路连通，蓄热回路的蓄热换热器和释热回路的释热换热器皆与储气回路连接，辅助回路与释热回路连接，压缩回路和做功回路分别与蓄热换热器和释热换热器连接。本专利技术克服了原系统中释热回路不能满足额定做功要求时导致系统转化效率降低，终端输出功率不稳定的问题。具有结构简单，在释热回路中的液态传热介质释放的温度不能满足额定做功温度要求时，辅助回路对释热回路进行加温，提高系统转化效率，使终端输出功率保持稳定的特点。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为本专利技术辅助回路的结构示意图。图6为本专利技术的另一种结构示意图。图7为本专利技术的另一种结构示意图。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，释热回路3，释热换热器31，高温屏蔽泵32，膨胀槽33，储气回路4，储气罐41，辅助回路5，加热器51，分支管路52，压缩回路6，压缩机61，做功回路7，膨胀机71。具体实施方式如图1~图7中，一种组合式蓄热压缩空气储能系统，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、辅助回路5、压缩回路6和做功回路7；所述蓄热回路2和释热回路3相互连通，填充蓄热装置1位于蓄热回路2和释热回路3之间与其连通，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与储气回路4连接，辅助回路5与释热回路3连接；压缩回路6和做功回路7分别与蓄热换热器21和释热换热器31连接。在释热回路3中的液态传热介质释放的温度不能满足额定做功温度要求时，辅助回路5对释热回路3进行加温，提高系统转化效率，使终端输出功率保持稳定。优选的方案中，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的一端与储液罐12连通，另一端与填充床11进液端连通。结构简单，使用时，填充床11用于吸收液态传热介质的热量，储液罐12用于储存从填充床11内排出的液态传热介质。优选地，填充床11内的填充物为固体蓄热材料。优选地，液态传热介质为导热油。优选地，填充床11为分流式填充床或喷淋式填充床。优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合式蓄热压缩空气储能系统，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）、辅助回路（5）、压缩回路（6）和做功回路（7）；所述蓄热回路（2）和释热回路（3）相互连通，填充蓄热装置（1）位于蓄热回路（2）和释热回路（3）之间与其连通，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）与储气回路（4）连接，辅助回路（5）与释热回路（3）连接；压缩回路（6）和做功回路（7）分别与蓄热换热器（21）和释热换热器（31）连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种组合式蓄热压缩空气储能系统，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）、辅助回路（5）、压缩回路（6）和做功回路（7）；所述蓄热回路（2）和释热回路（3）相互连通，填充蓄热装置（1）位于蓄热回路（2）和释热回路（3）之间与其连通，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）与储气回路（4）连接，辅助回路（5）与释热回路（3）连接；压缩回路（6）和做功回路（7）分别与蓄热换热器（21）和释热换热器（31）连接。


2.根据权利要求1所述的组合式蓄热压缩空气储能系统，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）的一端与储液罐（12）连通，另一端与填充床（11）进液端连通。


3.根据权利要求1所述的组合式蓄热压缩空气储能系统，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所述的组合式蓄热压缩空气储能系统，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）。


5.根据权利要求1所述的组合式蓄热压缩空气储能系统，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。


6.根据权利要求1所述的组合式蓄热压缩空气储能系统，其特征是：所述辅助回路（5）包括与加热管路串联的加热器（51），以及与加热管路连接的分支管路（52），加热管路两端分别与储液罐（12）和释热回路（3）连接，分支管路（52）与释热回路（3）连接。


7.根据权利要求1所述的组合式蓄热压缩空气储能系统，其特征是：所述压缩回路（6）包括与压缩管路连接的压缩机（61），压缩管路与蓄热换热器（21）连接。


8.根据权利要求1所述的组合式蓄热压缩空气储能系统，其特征是：所述做功回路（7）包括与做功管路连接的膨胀机（71），做功管路与释热回路（3）连接。


9.根据权利要求1所述的组合式蓄热压...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢宁宁，孙长平，尹立坤，蔺新星，张翼，
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