一种液化空气储能和火力发电的耦合系统技术方案

本申请关于一种液化空气储能和火力发电的耦合系统。具体方案为：该系统包括发电装置、空气压缩装置、空气液化装置和空气膨胀装置，一级压缩机的入口与气源连接，一级压缩机的出口依次连接一级冷却器的管侧和空气液化装置的入口；一级压缩机与汽轮机组连接，汽轮机与第一发电机连接，锅炉与汽轮机组连接；一级冷却器的壳侧入口与热介质输入管路连接，一级冷却器的壳侧出口与供热管路连接；空气液化装置的出口与一级膨胀机的入口连接，一级膨胀机通过传动轴与第二发电机连接。本申请通过空气压缩装置为热网补充供热，通过空气膨胀装置为电网补充供电，有效提高了火电机组的深度调峰的能力。能力。能力。

【技术实现步骤摘要】
一种液化空气储能和火力发电的耦合系统


[0001]本申请涉及储能
，尤其涉及一种液化空气储能和火力发电的耦合系统。

技术介绍

[0002]相关技术中，在可再生能源发电背景下想要维持电网的稳定需要提升火电机组灵活性调峰的能力。火电机组灵活性调峰虽然满足了电网的需求，但其经济性受到影响，火电厂的效益降低，火电机组的热量输出也受到影响。电网对火电机组调峰需求和火电机组的长期稳定发展难以有效兼顾。

技术实现思路

[0003]为此，本申请提供一种液化空气储能和火力发电的耦合系统。本申请的技术方案如下：
[0004]根据本申请实施例的第一方面，提供一种液化空气储能和火力发电的耦合系统，所述系统包括发电装置、空气压缩装置、空气液化装置和空气膨胀装置，所述空气压缩装置包括一级压缩机和一级冷却器，所述空气膨胀装置包括一级膨胀机和第二发电机，所述发电装置包括锅炉、汽轮机组、第一发电机，其中，
[0005]所述一级压缩机的入口与气源连接，所述一级压缩机的出口依次连接所述一级冷却器的管侧和所述空气液化装置的入口；
[0006]所述一级压缩机通过联轴器与所述汽轮机组连接，所述汽轮机通过传动轴与所述第一发电机连接，所述锅炉通过循环管路与所述汽轮机组连接；
[0007]所述一级冷却器的壳侧入口与热介质输入管路连接，所述一级冷却器的壳侧出口与供热管路连接；
[0008]所述空气液化装置的出口与所述一级膨胀机的入口连接，所述一级膨胀机的出口与外部连通，一级膨胀机通过传动轴与所述第二发电机连接；
[0009]所述空气压缩装置用于为热网进行辅助供热，所述空气膨胀装置用于为电网进行辅助供电。
[0010]根据本申请的一个实施例，所述发电装置还包括凝汽器，所述空气膨胀装置还包括加热器，其中，
[0011]所述汽轮机组的出口与所述凝汽器的壳侧入口连接，所述凝汽器的壳侧出口与凝结水管路连接；
[0012]所述一级膨胀机的出口与所述加热器的管侧入口连接，所述加热器的管侧出口与外部连通；
[0013]所述一级加热器的壳侧入口与冷介质输入管路连接，所述一级加热器的壳侧出口与所述凝汽器的管侧入口连接。
[0014]根据本申请的一个实施例，所述空气液化装置包括蓄冷回热器、气液分离器、液态空气储罐，其中，
[0015]所述冷却器的管侧出口与所述蓄冷回热器的入口连接；
[0016]所述蓄冷回热器的出口依次连接所述气液分离器、所述液态空气储罐和所述蓄冷回热器的入口。
[0017]根据本申请的一个实施例，所述空气液化装置还包括节流阀，其中，
[0018]所述节流阀的第一端与所述蓄冷回热器的出口连接，所述节流阀的第二端与所述气液分离器的入口连接。
[0019]根据本申请的一个实施例，所述空气液化装置还包括液态泵，其中，
[0020]所述液态空气储罐的出口与所述液态泵的入口连接，所述液态泵的出口与所述蓄冷回热器的入口连接。
[0021]根据本申请的一个实施例，所述空气压缩装置还包括空气净化器，其中，
[0022]所述气源与所述空气净化器的入口连接，所述空气净化器的出口与所述压缩机连接。
[0023]根据本申请的一个实施例，所述空气压缩装置还包括二级压缩机和二级冷却器，其中，
[0024]所述一级冷却器的管侧出口依次连接所述二级压缩机、所述二级冷却器的管侧和所述空气液化装置的入口；
[0025]所述二级冷却器的壳侧入口与热介质输入管路连接，所述二级冷却器的壳侧出口与所述供热管路连接；
[0026]所述一级压缩机通过传动轴与所述二级压缩机连接，所述二级压缩机通过联轴器与所述汽轮机组连接。
[0027]根据本申请的一个实施例，所述空气压缩装置还包括热介质混合器，其中，
[0028]所述一级冷却器的壳侧出口和所述二级冷却器的壳侧出口均与所述热介质混合器的入口连接，所述热介质混合器的出口与所述供热管路连接。
[0029]根据本申请的一个实施例，所述空气膨胀装置还包括二级膨胀机和二级加热器，其中，
[0030]所述一级加热器的管侧出口依次连接所述二级膨胀机和所述二级加热器的管侧入口，所述二级加热器的管侧出口与外部连通；
[0031]所述二级加热器的壳侧入口与冷介质输入管路连接，所述二级加热器的壳侧出口与所述凝汽器的管侧入口连接；
[0032]所述一级膨胀机通过传动轴依次连接所述二级膨胀机和所述第二发电机。
[0033]根据本申请的一个实施例，所述空气膨胀装置还包括冷介质混合器，其中，
[0034]所述一级加热器的壳侧出口和所述二级加热器的壳侧出口均与所述冷介质混合器的入口连接，所述冷介质混合器的出口与所述凝汽器的管侧入口连接。
[0035]本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
[0036]通过空气压缩装置为热网补充供热，通过空气膨胀装置为电网补充供电，有效提高了火电机组的深度调峰的能力，在供电的同时，还能提供冷量、热量，进而提高了整个系统的效率和经济性；另外，利用液化空气储能压缩过程产生的热量辅助汽轮机组抽汽供热，利用空气膨胀过程产生的冷量来辅助冷却凝汽器中的汽轮机组排汽，提高了能量利用率。
[0037]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不
能限制本申请。
附图说明
[0038]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理，并不构成对本申请的不当限定。
[0039]图1为本申请实施例中提出的一种液化空气储能和火力发电的耦合系统的结构示意图。
[0040]附图标记
[0041]1、蓄冷回热器；2、节流阀；3、气液分离器；4、液态空气储罐；5、液态泵；6、一级膨胀机；7、二级膨胀机；8、第二发电机；9、一级加热器；10、二级加热器；11、冷介质混合器；12、空气净化器；13、一级压缩机；14、二级压缩机；15、联轴器；16、一级冷却器；17、二级冷却器；18、热介质混合器；19、锅炉；20、高压缸；21、中压缸； 22、低压缸；23、凝汽器；24、第一发电机。
具体实施方式
[0042]为了使本领域普通人员更好地理解本申请的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0043]需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0044]图1为本申请实施例中提出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液化空气储能和火力发电的耦合系统，其特征在于，所述系统包括发电装置、空气压缩装置、空气液化装置和空气膨胀装置，所述空气压缩装置包括一级压缩机和一级冷却器，所述空气膨胀装置包括一级膨胀机和第二发电机，所述发电装置包括锅炉、汽轮机组、第一发电机，其中，所述一级压缩机的入口与气源连接，所述一级压缩机的出口依次连接所述一级冷却器的管侧和所述空气液化装置的入口；所述一级压缩机通过联轴器与所述汽轮机组连接，所述汽轮机通过传动轴与所述第一发电机连接，所述锅炉通过循环管路与所述汽轮机组连接；所述一级冷却器的壳侧入口与热介质输入管路连接，所述一级冷却器的壳侧出口与供热管路连接；所述空气液化装置的出口与所述一级膨胀机的入口连接，所述一级膨胀机的出口与外部连通，一级膨胀机通过传动轴与所述第二发电机连接；所述空气压缩装置用于为热网进行辅助供热，所述空气膨胀装置用于为电网进行辅助供电。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发电装置还包括凝汽器，所述空气膨胀装置还包括一级加热器，其中，所述汽轮机组的出口与所述凝汽器的壳侧入口连接，所述凝汽器的壳侧出口与凝结水管路连接；所述一级膨胀机的出口与所述一级加热器的管侧入口连接，所述一级加热器的管侧出口与外部连通；所述一级加热器的壳侧入口与冷介质输入管路连接，所述一级加热器的壳侧出口与所述凝汽器的管侧入口连接。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述空气液化装置包括蓄冷回热器、气液分离器、液态空气储罐，其中，所述冷却器的管侧出口与所述蓄冷回热器的入口连接；所述蓄冷回热器的出口依次连接所述气液分离器、所述液态空气储罐和所述蓄冷回热器的入口。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述空气液化装置还包括节流阀，其中，所述节流阀的第一端与所述蓄冷回热器的出口连接，所述节流阀的第二端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：马汀山，王妍，吕凯，史幸平，刘乙学，何青，许朋江，张建元，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：