本实用新型专利技术公开了一种耦合LNG冷能及ORC的液化空气储能系统，包括储能单元、释能单元和ORC单元。储能单元包括多股物流换热器、压缩机组、丙烷储罐和液态空气储罐。释能单元包括低温泵、海水加热器和膨胀机组。ORC单元与储能单元相连以利用LNG低品位的冷能。在用电低谷期，LNG和液态丙烷的冷能共同液化压缩空气，存储能量。在用电高峰期，液态空气释能发电，丙烷回收LNG的冷能。与传统的液化空气储能系统相比，本实用新型专利技术能够将LNG全天候连续释放的冷能进行存储，且LNG冷能降低了储能单元的能耗，提高了储能系统的效率。LNG高品位的冷能用于液化空气或者液化丙烷，低品位的冷能用于ORC发电，冷能的梯级利用提高了能源利用率。冷能的梯级利用提高了能源利用率。冷能的梯级利用提高了能源利用率。
【技术实现步骤摘要】
一种耦合LNG冷能及ORC的液化空气储能系统
[0001]本技术涉及能量储存
，尤其涉及一种耦合LNG冷能及ORC的液化空气储能系统。
技术介绍
[0002]以太阳能和风能为主的可再生能源具有波动性、间歇性的特点，且用户的用电需求同样是波动的，这给电网的正常运行造成了极大的冲击，因此需要储能技术对能量进行存储，以平衡能源需求。
[0003]液化空气储能技术不受严格地理限制、运行寿命长、能量密度大，近年来备受关注。但这项技术最大的劣势是无冷源来降低压缩机的功耗，压缩机需要消耗大量的电能来液化空气，故它的循环效率较低(40～70％)。因此，可以尝试将合适的冷源引入液化空气储能系统，降低压缩机进口空气的温度，从而减少压缩机的功耗，提升储能系统的循环效率。
[0004]2020年我国LNG进口量已超过6000万吨，在用户接收终端，LNG必须气化至常温后才能使用。每千克LNG从进口温度升至常温会释放出约830kJ的冷能。如果冷能被合理回收利用，将会带来极大的经济效益和环境效益。
[0005]目前研究最多、应用最广泛的LNG冷能利用方式是发电。虽然发电是一种从LNG中回收冷能的有效途径，但LNG冷能直接用来发电，发电量较小、冷能利用率较低。因此，可以对LNG连续释放的冷能进行储存，再根据用户的电力需求灵活释能发电，这样可以有效的应对能源电网的负荷波动。
[0006]综上所述，鉴于传统的液化空气储能技术循环效率低、LNG冷能直接发电功率较小的问题，有必要提供一种循环效率较高、可以连续的储存LNG冷能、灵活的释放能量的新型储能系统，以应对电网负荷波动。
技术实现思路
[0007]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耦合LNG冷能及ORC的液化空气储能系统，包括液化空气储能单元、液态空气释能单元和ORC单元；
[0008]所述的液化空气储能单元包括依次连接的换热器一、换热器二、换热器三、换热器四；压缩机一设置在换热器一与换热器二的空气管路之间，压缩机二设置在换热器二与换热器三空气管路之间，压缩机三设置在换热器三与换热器三空气管路之间；所述的压缩机一、压缩机二、压缩机三分别与电机连接；换热器四空气管路出口与液态空气储罐连接；
[0009]所述的液态空气释能单元包括低温泵，低温泵输入口与液态空气储罐连接，低温泵的输出口与海水加热器一连接，海水加热器一、空气膨胀机组一、海水加热器二、空气膨胀机组二、海水加热器三、空气膨胀机组三、海水加热器四、空气膨胀机组四依次连接；空气膨胀机组一、空气膨胀机组二、空气膨胀机组三、空气膨胀机组四分别与发电机一连接；
[0010]所述的ORC单元包括换热器五、工质泵、气化器、工质蒸发器和工质膨胀机；换热器五的LNG管路入口与换热器一的LNG管路出口连接，换热器五的LNG管路出口与气化器连接，
换热器五的丙烷管路一端与工质泵的入口连接，工质泵的出口与工质蒸发器的入口连接，工质蒸发器的出口与工质膨胀机的入口连接，工质膨胀机的出口与换热器五的丙烷管路另一端连接。
[0011]优选的，所述的换热器一、换热器二、换热器三、换热器四均包括空气管路、丙烷管路、 LNG管路，各管路依次对应连接。
[0012]优选的，所述的液化空气储能单元还包括丙烷冷储罐、丙烷热储罐，丙烷冷储罐的出口与换热器四的丙烷管路的入口连接，换热器一的丙烷管路出口与丙烷热储罐连接。
[0013]优选的，所述的ORC单元还包括发电机二，所述的发电机二与所述的工质膨胀机连接。
[0014]优选的，所述的液化空气储能单元还包括LNG泵，LNG泵出口与换热器四LNG管路入口连接。
[0015]优选的，所述的LNG泵出口LNG压力为3.0Mpa～10Mpa。
[0016]优选的，所述的低温泵出口液态空气压力为3.5Mpa～21Mpa。
[0017]本技术的有益效果是：本技术提供了一种耦合LNG冷能及ORC的液化空气储能系统，它将LNG全天候连续释放的冷能和储能系统进行结合，在不同时间段的两种运行模式(储能模式和释能模式)可以有效应对电网的负荷波动。引入LNG冷能来降低常规液化空气储能系统的功耗，提高储能系统的循环效率；使用两个丙烷储罐作为中间存储器，无论用电高峰期还是用电低谷期，都能够回收存储LNG冷能；引入ORC单元，回收LNG低品位的冷能，提高能量利用率，输出电能提升系统整体效率。
附图说明
[0018]图1为一种耦合LNG冷能及ORC的液化空气储能系统；
[0019]图2为本技术的耦合LNG冷能及ORC的液化空气储能系统释能过程示意图；
[0020]图中各标号为：1
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空气过滤装置，2
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换热器一，3
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换热器二，4
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换热器三，5
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换热器四， 6
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空气压缩机一，7
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空气压缩机二，8
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空气压缩机三，9
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电动机，10
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液态空气，11
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液态空气储罐，12
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液态空气，13
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低温泵，14
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高压液态空气，15
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海水加热器一，16海水加热器二，17 海水加热器三，18海水加热器四，19
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空气膨胀机一，20
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空气膨胀机二，21
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空气膨胀机三， 22
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空气膨胀机四，23
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发电机一，24
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丙烷冷储罐，25
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丙烷热储罐，26
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LNG泵，27
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高压LNG， 28
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低温天然气，29
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换热器五，30
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低温天然气，31
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气化器(海水加热器)，32
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ORC工质泵，33
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工质蒸发器，34
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工质膨胀机，35
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发电机二。
具体实施方式
[0021]下面结合附图进一步详细描述本技术的技术方案，但本技术的保护范围不局限于以下所述。
[0022]为了使本技术的目的，技术方案及优点更加清楚明白，结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术，即所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0023]因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种耦合LNG冷能及ORC的液化空气储能系统，其特征在于，包括液化空气储能单元、液态空气释能单元和ORC单元；所述的液化空气储能单元包括依次连接的换热器一(2)、换热器二(3)、换热器三(4)、换热器四(5)；压缩机一(6)设置在换热器一(2)与换热器二(3)的空气管路之间，压缩机二(7)设置在换热器二(3)与换热器三(4)空气管路之间，压缩机三(8)设置在换热器三(4)与换热器四(5)空气管路之间；所述的压缩机一(6)、压缩机二(7)、压缩机三(8)分别与电机(9)连接；换热器四(5)空气管路出口与液态空气储罐(11)连接；所述的液态空气释能单元包括低温泵(13)，低温泵(13)输入口与液态空气储罐(11)连接，低温泵(13)的输出口与海水加热器一(15)连接，海水加热器一(15)、空气膨胀机组一(19)、海水加热器二(16)、空气膨胀机组二(20)、海水加热器三(17)、空气膨胀机组三(21)、海水加热器四(18)、空气膨胀机组四(22)依次连接；空气膨胀机组一(19)、空气膨胀机组二(20)、空气膨胀机组三(21)、空气膨胀机组四(22)分别与发电机一(23)连接；所述的ORC单元包括换热器五(29)、工质泵(32)、气化器(31)、工质蒸发器(33)和工质膨胀机(34)；换热器五(29)的LNG管路入口与换热器一(2)的LNG管路出口连接，换热器五(29)的LNG管路出口与气化器(31)连接，换热器五(29)的丙烷管路一端与工质泵(32)的入口连接，工质泵(32)的出口...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏要港，吴晓南，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：
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