一种利用地热井储能蓄热的抽水压缩空气储能系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种利用地热井储能蓄热的抽水压缩空气储能系统及方法，包括压缩机组、换热器、燃烧室单元以及膨胀机组；每级压缩机出口连接换热器，换热器连接储冷水池和储热水池，换热器还连接燃烧室单元和一号地热井，燃烧室单元中设置燃烧室，每一级膨胀机入口连接一个燃烧室，膨胀机组出口连接第三换热器，一号地热井的出口依次连接第三换热器、变频水泵、第四换热器以及二号地热井，第四换热器还连接带压水轮机，带压水轮机连接第三换热器，储热水池和储热水池连接第四换热器，将压缩机空气储能系统、地下地热井、变频水泵及带压水轮机相互耦合，利用储能时低品位压缩热与膨胀机排气余热，提高能量利用效率，同时具有提升地热恢复功能的效果。地热恢复功能的效果。地热恢复功能的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种利用地热井储能蓄热的抽水压缩空气储能系统及方法


[0001]本专利技术属于物理储能
，具体涉及一种利用地热井储能蓄热的抽水压缩空气储能系统及方法。

技术介绍

[0002]地热能是一种可再生的洁净能源，在当今人们的环保意识日渐增强和能源日趋紧缺的情况下，对地热资源的合理开发利用已愈来愈受到人们的青睐。其中距地表2000米内储藏的地热能为2500亿吨标准煤。在很多北方地区利用地热井供暖已经成为一种新趋势，但随着地热井利用规模的扩大和应用时间增加，因每年地热井非供暖期有限及地下热传导能力有限，地热井的地下热量难以恢复到初始状态，一直处于递减状态，该问题成为制约其应用和发展的瓶颈问题。在现有的压缩空储能系统中存在着低品位压缩热难以利用，压缩机、膨胀机变工况工作时效率降低，膨胀机排气热利用不充分，高压储气罐成本较高等限制条件。

技术实现思路

[0003]为解决地热井热衰减的问题，本专利技术针对非采暖季提出了把地热井高承压能力作为压缩空气的高压储气物理空间，再通过高压水泵将相邻的地热井连在一起，构建了一种新型抽水压缩空气复合储能系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用地热井储能蓄热的抽水压缩空气储能系统，其特征在于，包括依次连接的压缩机组、换热器、储冷水池(2)、储热水池(1)、燃烧室单元、膨胀机组、变频水泵(9)和带压水轮机(10)；压缩机组包括多级压缩机，每级压缩机出口连接换热器热侧入口，换热器的冷侧入口连接储冷水池(2)，冷侧出口连接储热水池(1)，最后一级换热器热侧出口连接燃烧室单元和一号地热井(17)，一号地热井(17)和燃烧室单元连接，燃烧室单元中设置多个燃烧室，燃烧室连接天然气源，膨胀机组包括多级膨胀机，每一级膨胀机入口连接一个燃烧室，最后一级膨胀机出口连接第三换热器(16)的热侧，一号地热井(17)的出口依次连接第三换热器(16)、变频水泵(9)、第四换热器(11)以及二号地热井(18)，第四换热器(11)还连接带压水轮机(10)，带压水轮机(10)连接第三换热器(16)冷侧入口，储热水池(1)连接第四换热器(11)的热侧入口，储冷水池(2)连接第四换热器(11)的热侧出口。2.根据权利要求1所述的利用地热井储能蓄热的抽水压缩空气储能系统，其特征在于，燃烧室单元包括串联的第一燃烧室(14)和第二燃烧室(15)，第一燃烧室(14)和第二燃烧室(15)之间设置第一级膨胀机(7)，第二燃烧室(15)的出口设置第二级膨胀机(8)；第二膨胀机(8)的出口连接第三换热器(16)的热侧入口，第三换热器(16)的热侧出口连通外部环境。3.根据权利要求1所述的利用地热井储能蓄热的抽水压缩空气储能系统，其特征在于，压缩机包括第一级压缩机(5)和第二级压缩机(6)，第一级压缩机(5)的出口接第一换热器(12)的热侧入口，第一换热器(12)的热侧出口接第二级压缩机(6)，第二压缩机(6)的出口接第二换热器(13)的热侧入口，第二换热器(13)的热侧出口经分流阀接燃烧室单元和一号地热井(17)。4.根据权利要求3所述的利用地热井储能蓄热的抽水压缩空气储能系统，其特征在于，第一换热器(16)、第二换热器(12)、第三换热器(13)及第四换热器(11)均为管壳式换热器，且冷热流体设置为逆流换热方式；第一级压缩机(5)及第二级压缩机(6)均为离心式压缩机。5.根据权利要求1所述的利用地热井储能蓄热的抽水压缩空气储能系统，其特征在于，膨胀机组的输出轴连接发电机，发电机的电能输出端连接压缩机组、变频水泵以及带压水轮机的电能输入端和电网。6.根据权利要求1所述的利用地热井储能蓄热的抽水压缩空气储能系统，其特征在于，储热水池(1)出口至第四换热器(11)的管路上设置第一水泵(3)，储冷水池(2)出口至换热器的管路上设置第二水泵(4)。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王焕然，张宇飞，贺新，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：