一种压缩空气储能与盐穴耦合系统及利用方法技术方案

本发明专利技术涉及储能技术领域，提供了一种压缩空气储能与盐穴耦合系统及利用方法，该压缩空气储能与盐穴耦合系统，包括，储能结构，储能结构的出气端适于与盐穴结构的进气端相连；释能结构，包括多级膨胀机，多级膨胀机的进气口与盐穴结构的出气端相连，高压空气经多级膨胀机做功后，将空气压力能进行释放；还包括：进水设备，适于当进行卤水采集操作时向盐穴结构中进行注水。该系统，不仅可以使用盐穴结构存储高压空气，实现储能与释能功能的同时，不会对盐卤采集造成干扰；而且，在压缩空气进入到盐穴结构中时，盐穴结构自身也会受到加热，以提高卤水中电解质的浓度，不仅提高了盐卤采集的效率，也实现了对热量的充分利用。也实现了对热量的充分利用。也实现了对热量的充分利用。

【技术实现步骤摘要】
一种压缩空气储能与盐穴耦合系统及利用方法


[0001]本专利技术涉及储能
，具体涉及一种压缩空气储能与盐穴耦合系统及利用方法。

技术介绍

[0002]压缩空气储能系统具有储能规模大、效率高、寿命长、调度方便、完全无污染、不依赖地理条件限制、水资源消耗少等突出优势。压缩空气储能系统运行维护和控制技术成熟，产品稳定可靠，非常适合电网级的削峰填谷和大规模储能。
[0003]传统的压缩空气储能系统通常在用电低谷期将多余电力通过压缩空气储存在岩穴、废弃矿井等贮气室中，在用电高峰期时，将压缩空气经换热器与油或天然气混合，在燃烧室中进行燃烧，驱使燃气轮机做功发电，满足电力系统调峰需要。但是，该压缩空气储能系统无法彻底摆脱对天然气、石油等化石燃料的依赖，依旧会对环境造成一定危害。
[0004]为了解决上述问题，现有技术中提供了一种压缩空气与盐井储能系统，将盐井作为储能空间，在用电低谷等情况时，将多余的电能用于压缩空气，然后储存至盐穴中对；当用电高峰时，将盐穴中的压缩空气进行释放，压缩空气进入到膨胀机中对膨胀机进行做功，从而进行后续的发电等操作。
[0005]但是，现有技术中的储能系统中，在压缩空气进入到盐井中时，盐井自身也会受到加热，对于这一部分热量，将白白散失到盐井中，导致无法实现对热量的充分利用。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术要解决的技术问题在于现有技术中的缩空气与盐井储能系统，在压缩空气进入到盐井中时，盐井自身也会受到加热，对于这一部分热量，将白白散失到盐井中，导致无法实现对热量的充分利用，从而提供一种压缩空气储能与盐穴耦合系统及利用方法。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种压缩空气储能与盐穴耦合系统，适于应用于储存有卤水及具有卤水采集井的盐穴结构中，所述卤水采集井与采卤站相连，包括，储能结构，所述储能结构的出气端适于与所述盐穴结构的进气端相连，适于将压缩后的高压空气输送至所述盐穴结构内；释能结构，包括多级膨胀机，所述多级膨胀机的进气口与所述盐穴结构的出气端相连，高压空气经所述多级膨胀机做功后，将空气压力能进行释放；还包括：进水设备，适于当进行卤水采集操作时向所述盐穴结构中进行注水。
[0009]进一步地，所述储能结构包括多级压缩机以及位于相邻两级压缩机之间的换热器，所述换热器上设置有冷水进水口以及热水出水口，至少一个所述热水出水口与储热罐相连接，至少一个所述冷水进水口与冷水源相连接。
[0010]进一步地，所述释能结构包括再热器以及与所述再热器相连的膨胀机，所述再热器的进气口与所述盐穴结构的出气端相连，所述再热器的出气口与所述膨胀机的进气口相
连；所述储热罐的出液口与所述再热器的进液口相连。
[0011]进一步地，所述冷水源为储冷罐，所述再热器的出液口与所述储冷罐的进液口相连。
[0012]进一步地，至少一个所述换热器上的热水出水口与所述进水设备相连接。
[0013]进一步地，所述采卤站上连接有电源，所述进水设备位于所述采卤站的上游，且与所述采卤站的进水口相连，所述采卤站的出水口与所述换热器上的热水出水口相连。
[0014]进一步地，所述储能结构与所述盐穴结构的进气端之间、所述释能结构与所述盐穴结构的出气端之间以及所述采卤站与所述卤水采集井之间的管路上均设置有控制阀。
[0015]进一步地，该压缩空气储能与盐穴耦合系统还包括节流阀，设置在所述释能结构与所述盐穴结构的出气端之间的管路上。
[0016]本专利技术还提供一种压缩空气储能利用方法，应用于储存有卤水及具有卤水采集井的盐穴结构中，所述卤水采集井与采卤站相连，包括如下步骤：储能过程中，对空气进行压缩，并将压缩后的高压空气输送至盐穴结构内；释能过程中，将高压空气所携带的空气压力能释放；卤水采集时，利用高压空气中所携带的热能加热盐穴结构内的卤水，以提高卤水中电解质的浓度，并通过卤水采集井将盐穴结构内的卤水输送至采卤站，并同时向所述盐穴结构中进行注水。
[0017]进一步地，储能过程中，利用换热器与压缩后的高压空气进行换热，将一部分热量存储在储热罐中，用于释能过程中对从盐穴结构内排出的高压空气进行加热；将携带另一部分热量的水注入盐穴结构，用于提高盐穴结构内的卤水温度。
[0018]进一步地，储能过程中，卤水采集井与采卤站之间的控制阀调至中等开度，卤水正常流动，释能结构与盐穴结构之间的控制阀开通向盐穴结构内注入清水，以调节盐穴结构内的储气腔的体积；释能过程中，储能结构与盐穴结构之间的控制阀关闭，释能结构与盐穴结构之间的控制阀开通输出高压的带温空气，卤水采集井与采卤站之间的控制阀调至最低开度，保证卤水流动，以使盐结晶不堵塞卤水采集井；储能与释能过程完成后，储能结构与盐穴结构之间的控制阀关闭，释能结构与盐穴结构之间的控制阀开通向盐穴结构内注入清水，卤水采集井与采卤站之间的控制阀调至最大开度，卤水站满负荷运行。
[0019]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0020]本专利技术提供的压缩空气储能与盐穴耦合系统，不仅可以使用盐穴结构存储高压空气，实现储能与释能功能的同时，不会对盐卤采集造成干扰；而且，在压缩空气进入到盐穴结构中时，盐穴结构自身也会受到加热，对于这一部分热量，将会用于加热卤水，以提高卤水中电解质的浓度，不仅提高了盐卤采集的效率，也实现了对热量的充分利用。
附图说明
[0021]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。
[0022]图1为本专利技术一个实施例中的压缩空气储能与盐穴耦合系统的整体结构示意图。
[0023]附图标记说明：
[0024]1、采卤站；
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2、膨胀机；
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3、压缩机；
[0025]4、发电机；
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5、电动机；
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6、换热器；
[0026]7、再热器；
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8、储热罐；
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9、储冷罐；
[0027]10、一号井；
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11、二号井；
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12、三号井；
[0028]13、三通阀；
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14、第一控制阀；
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15、第二控制阀；
[0029]16、冷却器；
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17、净水器；
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18、空气层；
[0030]19、卤水层；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压缩空气储能与盐穴耦合系统，适于应用于储存有卤水及具有卤水采集井的盐穴结构中，所述卤水采集井与采卤站相连，包括，储能结构，所述储能结构的出气端适于与所述盐穴结构的进气端相连，适于将压缩后的高压空气输送至所述盐穴结构内；释能结构，包括多级膨胀机，所述多级膨胀机的进气口与所述盐穴结构的出气端相连，高压空气经所述多级膨胀机做功后，将空气压力能进行释放；其特征在于，还包括：进水设备，适于当进行卤水采集操作时向所述盐穴结构中进行注水。2.根据权利要求1所述的压缩空气储能与盐穴耦合系统，其特征在于，所述储能结构包括多级压缩机以及位于相邻两级压缩机之间的换热器，所述换热器上设置有冷水进水口以及热水出水口，至少一个所述热水出水口与储热罐相连接，至少一个所述冷水进水口与冷水源相连接。3.根据权利要求2所述的压缩空气储能与盐穴耦合系统，其特征在于，所述释能结构包括再热器以及与所述再热器相连的膨胀机，所述再热器的进气口与所述盐穴结构的出气端相连，所述再热器的出气口与所述膨胀机的进气口相连；所述储热罐的出液口与所述再热器的进液口相连。4.根据权利要求3所述的压缩空气储能与盐穴耦合系统，其特征在于，所述冷水源为储冷罐，所述再热器的出液口与所述储冷罐的进液口相连。5.根据权利要求2－4任一所述的压缩空气储能与盐穴耦合系统，其特征在于，至少一个所述换热器上的热水出水口与所述进水设备相连接。6.根据权利要求5所述的压缩空气储能与盐穴耦合系统，其特征在于，所述采卤站上连接有电源，所述进水设备位于所述采卤站的上游，且与所述采卤站的进水口相连，所述采卤站的出水口与所述换热器上的热水出水口相连。7.根据权利要求1所述的压缩空气储能与盐穴耦合系统，其特征在于，所述储能结构与所述盐穴结构的进气端之间、所述释...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈仕卿，徐玉杰，张华良，周学志，张新敬，陈海生，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：