一种压缩空气储能电站亚临界水储热及定压系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种压缩空气储能电站亚临界水储热及定压系统，包括A高压空气管道和B高压空气管道，所述A高压空气管道进口端与出口端之间的管段上设置有亚临界水

【技术实现步骤摘要】
一种压缩空气储能电站亚临界水储热及定压系统


[0001]本技术涉及一种压缩空气储能电站亚临界水储热及定压系统，属于储能


技术介绍

[0002]大规模储能技术是有效解决可再生能源应用，显著提高风、光、核等可再生能源消纳水平，支撑分布式电力及微网，推动主体能源由化石能源向可再生能源更替的关键技术。压缩空气储能技术具有储能容量大、储能周期长、投资小、环保等优点，被认为是最具有广阔发展前景的大规模储能技术。压缩空气储能系统储能时，依靠电能驱动压缩机将空气压缩至高压并储存至储气装置，在此过程中各级压缩机的压缩热通过换热器回收并储存在蓄热介质亚临界水(亚临界水是指将水加热至沸点以上，临界点以下，并控制系统压力使水保持为液态的水)中。
[0003]目前，在国际上，已实现大规模商业应用的大规模储能技术只有抽水蓄能和压缩空气储能。但抽水蓄能技术对于地理条件有严苛的限制，还具有投资大、建设周期长、移民搬迁及生态环境破坏等问题，使其应用受到了一定限制。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于，提供一种压缩空气储能电站亚临界水储热及定压系统，本技术可回收压缩空气储能过程中的压缩热将其储存在亚临界水中，并在压缩空气膨胀过程中释放到压缩空气中，提高系统效率；同时，该系统可保持压缩空气储能系统过程中亚临界水的压力，防止储热系统中储热介质亚临界水的蒸发、汽化，从而实现压缩空气储能电站储热系统的正常、稳定运行，达到大规模长时储能的目的。
[0005]为解决上述技术问题，本技术采用如下的技术方案：一种压缩空气储能电站亚临界水储热及定压系统，包括A高压空气管道和B高压空气管道，所述A高压空气管道进口端与出口端之间的管段上设置有亚临界水
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高压空气冷却器，所述B高压空气管道进口端与出口端之间的管段上设置有亚临界水
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高压空气加热器，所述亚临界水
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高压空气冷却器与亚临界水
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高压空气加热器之间管道连接有定压系统，所述定压系统包括控制系统；可回收压缩空气储能过程中的压缩热将其储存在亚临界水中，并在压缩空气膨胀过程中释放到压缩空气中，提高系统效率。
[0006]前述的一种压缩空气储能电站亚临界水储热及定压系统，所述定压系统还包括高压氮气储罐、冷水罐和热水罐，所述高压氮气储罐与冷水罐管道连接，所述冷水罐与热水罐管道连接，所述热水罐与高压氮气储罐管道连接，冷水罐与亚临界水
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高压空气冷却器管道连接，热水罐与亚临界水
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高压空气加热器管道连接；可保持压缩空气储能系统过程中亚临界水的压力，防止储热系统中储热介质亚临界水的蒸发、汽化，从而实现压缩空气储能电站储热系统的正常、稳定运行，达到大规模长时储能的目的。
[0007]前述的一种压缩空气储能电站亚临界水储热及定压系统，所述亚临界水
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高压空
气冷却器上设置有冷却器出水管道，所述冷却器出水管道的一端与亚临界水
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高压空气冷却器的出口连接，冷却器出水管道的另一端贯穿于热水罐与热水罐连接。
[0008]前述的一种压缩空气储能电站亚临界水储热及定压系统，所述亚临界水
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高压空气加热器上设置有加热器出水管道，所述加热器出水管道的一端与亚临界水
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高压空气加热器的出口连接，加热器出水管道的另一端贯穿于冷水罐与冷水罐连接。
[0009]前述的一种压缩空气储能电站亚临界水储热及定压系统，所述A高压空气管道的进口端连接有空气压缩系统，A高压空气管道的出口端连接于空气压缩系统，B高压空气管道的进口端连接有空气膨胀系统，B高压空气管道的出口端连接于空气膨胀系统。
[0010]前述的一种压缩空气储能电站亚临界水储热及定压系统，所述冷水罐的顶部设置有A高压氮气连通管，热水罐的顶部设置有B高压氮气连通管，所述A高压氮气连通管的一端与冷水罐的顶部连接，所述B高压氮气连通管的一端与热水罐的顶部连接，A高压氮气连通管的另一端与B高压氮气连通管的另一端连通连接。
[0011]前述的一种压缩空气储能电站亚临界水储热及定压系统，所述A高压氮气连通管的另一端与B高压氮气连通管的另一端连通连接处设置有高压氮气泄压阀；当定压系统需要降低定压压力时，打开高压氮气泄压阀，释放定压系统中的高压氮气，减小系统压力。
[0012]前述的一种压缩空气储能电站亚临界水储热及定压系统，所述冷水罐上设置有A管道，所述A管道的一端与冷水罐连接，A管道的另一端连接于热水罐与高压氮气储罐之间的管段。
[0013]前述的一种压缩空气储能电站亚临界水储热及定压系统，所述热水罐与高压氮气储罐之间的管段上设置有高压氮气减压阀，所述高压氮气减压阀置于A管道的另一端与高压氮气储罐之间的管段上，所述高压氮气储罐上管道连接有高压氮气瓶；当定压系统需要提高定压压力时，打开高压氮气减压阀向定压系统中进行充气提高定压压力。
[0014]前述的一种压缩空气储能电站亚临界水储热及定压系统，所述亚临界水
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高压空气冷却器与冷水罐之间的管段上设置有冷水泵，亚临界水
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高压空气加热器与热水罐之间的管段上设置有热水泵。
[0015]与现有技术相比，本技术的有益之处在于：
[0016]1、本技术可回收压缩空气储能过程中的压缩热将其储存在亚临界水中，并在压缩空气膨胀过程中释放到压缩空气中，提高系统效率；
[0017]2、本技术可保持压缩空气储能系统过程中亚临界水的压力，防止储热系统中储热介质亚临界水的蒸发、汽化，从而实现压缩空气储能电站储热系统的正常、稳定运行，达到大规模长时储能的目的；
[0018]3、本技术利用亚临界水作为储热介质，相对于传统的导热油、熔融盐等储热介质具有系统简单、储热介质成本低、热容大的优势；
[0019]4、本技术所采用的定压装置，该系统可保持压缩空气储能系统过程中亚临界水的压力，防止储热系统中储热介质亚临界水的蒸发、汽化，从而实现压缩空气储能电站储热系统的正常、稳定运行；
[0020]5、本技术系统简单、操作方便、稳定运行的优势，可达到大规模长时储能的目的。
附图说明
[0021]图1是本技术的结构示意图；
[0022]图2是本技术中定压系统与控制系统的结构示意图。
[0023]附图标记：1
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A高压空气管道，2
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B高压空气管道，3
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亚临界水
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高压空气冷却器，4
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亚临界水
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高压空气加热器，5
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定压系统，6
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控制系统，7
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高压氮气储罐，8
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冷水罐，9
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热水罐，10
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冷却器出水管道，11
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加热器出水管道，12...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压缩空气储能电站亚临界水储热及定压系统，包括A高压空气管道(1)和B高压空气管道(2)，其特征在于，所述A高压空气管道(1)进口端与出口端之间的管段上设置有亚临界水
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高压空气冷却器(3)，所述B高压空气管道(2)进口端与出口端之间的管段上设置有亚临界水
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高压空气加热器(4)，所述亚临界水
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高压空气冷却器(3)与亚临界水
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高压空气加热器(4)之间管道连接有定压系统(5)，所述定压系统(5)包括控制系统(6)。2.根据权利要求1所述的一种压缩空气储能电站亚临界水储热及定压系统，其特征在于，所述定压系统(5)还包括高压氮气储罐(7)、冷水罐(8)和热水罐(9)，所述高压氮气储罐(7)与冷水罐(8)管道连接，所述冷水罐(8)与热水罐(9)管道连接，所述热水罐(9)与高压氮气储罐(7)管道连接，冷水罐(8)与亚临界水
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高压空气冷却器(3)管道连接，热水罐(9)与亚临界水
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高压空气加热器(4)管道连接。3.根据权利要求2所述的一种压缩空气储能电站亚临界水储热及定压系统，其特征在于，所述亚临界水
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高压空气冷却器(3)上设置有冷却器出水管道(10)，所述冷却器出水管道(10)的一端与亚临界水
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高压空气冷却器(3)的出口连接，冷却器出水管道(10)的另一端贯穿于热水罐(9)与热水罐(9)连接。4.根据权利要求2所述的一种压缩空气储能电站亚临界水储热及定压系统，其特征在于，所述亚临界水
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高压空气加热器(4)上设置有加热器出水管道(11)，所述加热器出水管道(11)的一端与亚临界水
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高压空气加热器(4)的出口连接，加热器出水管道(11)的另一端贯穿于冷水罐(8)与冷水罐(8)连接。5.根据权利要求1所述的一种压缩空...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿宣，沈明忠，白永锋，王凯亮，王争荣，汪洋，苏军划，吴冲，胡小夫，何佳，
申请(专利权)人：中国华电科工集团有限公司，
类型：新型
国别省市：