一种无蓄冷器的液化压缩氨储能制冷一体化系统技术方案

本发明专利技术公开了一种无蓄冷器的液化压缩氨储能制冷一体化系统，属于大规模物理储能领域。该系统包括氨压缩机、电动机、高温蓄热器、中温蓄热器、低温蓄热器、节流阀、高压液氨储罐、液氨泵、低温回热器、中温回热器、高温回热器、氨膨胀机、发电机、冷凝器、低压液氨储罐、节流阀、蒸发器、加压水储罐、Hitec熔融盐储罐和HitecXL熔融盐储罐和散热器。本发明专利技术采用氨作为工质，通过风冷或水冷实现储能工质液化，解决了原有液化压缩储能系统工质难液化的问题，系统不需要两相膨胀机和蓄冷器，还能在不影响储电效率的前提下输出冷量，具有能量效率高、不受地理环境限制、对环境友好和资金回收年限短等优势。短等优势。短等优势。

【技术实现步骤摘要】
一种无蓄冷器的液化压缩氨储能制冷一体化系统


[0001]本专利技术涉及压缩气体储能
，尤其涉及一种无蓄冷器的液化压缩氨储能制冷一体化系统。

技术介绍

[0002]太阳能和风能还具有波动性和随机性，无法通过调节自身出力适应用户侧需求变化，传统的“源随荷”模式将不再适用于新型电力系统，必须通过储能等措施，依靠“源网荷储”协调互动，实现电力供需动态平衡。随着可再生能源占比的提高，热电厂调峰变得越来困难。
[0003]压缩气体储能技术利用低谷电力对气体加压实现能量存储。传统的压缩气体储能系统一般采用空气或二氧化碳作为工质，为了减小气体所占的巨大体积，液化压缩气体储能技术得到广泛关注。经过压缩机的高压气体进入蓄冷回热器中，温度降低至近液化温度，再由膨胀机进行液化，被液化的常压低温液态空气储存在储液罐中。
[0004]经检索，申请号CN108645116A的中国专利，公开了一种带盘管蓄冷器的液化空气储能系统，目的是使得液化空气储能系统中液化单元的换热设备和蓄冷单元的蓄冷设备合二为一，将冷能介质的冷量重复利用，减少设备费用。
[0005]但不管是空气还是二氧化碳都较难在低压条件下实现液化，如空气的液化温度约为零下200℃。空气和二氧化碳的液化需要蓄冷器提供冷量，然后通过两相膨胀机才能完成高效液化，蓄冷器和两相膨胀机通常具有较高的成本；另外蓄冷器中冷量只能提供给气体液化过程，不能对外输出给用户。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种无蓄冷器的液化压缩氨储能制冷一体化系统，以解决现有压缩气体储能系统的工质难液化，液化成本高，保温难度大，蓄冷器冷量无法对外输出的问题，提供一种高能量效率和经济性好的储能制冷一体化系统。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0008]为了解决上述技术问题,本专利技术提供一种无蓄冷器的液化压缩氨储能制冷一体化系统，包括储能和制冷单元和释能单元；其中,所述储能和制冷单元包括蒸发器、氨压缩机、电动机、蓄热系统、节流阀和高压液氨储罐；所述释能单元包括液氨泵、回热系统、氨膨胀机、发电机、冷凝器、节流阀和低压液氨储罐；
[0009]本专利技术所提供的无蓄冷器的液化压缩氨储能制冷一体化系统，还具有这样的特征,采用氨作为储能工质，透平出口排气可以被大气环境冷却至液态。
[0010]本专利技术所提供的无蓄冷器的液化压缩氨储能制冷一体化系统，还具有这样的特征,蓄热系统由高温蓄热器、中温蓄热器和低温蓄热器三部分组成，且各蓄热器的蓄热介质流量相互独立；回热系统由高温回热器、中温回热器和低温回热器三部分组成，且各回热器的蓄热介质流量相互独立。
[0011]本专利技术所提供的无蓄冷器的液化压缩氨储能制冷一体化系统，还具有这样的特征,压缩机出口压力大于氨的临界压力，排气温度低于420℃。
[0012]本专利技术所提供的无蓄冷器的液化压缩氨储能制冷一体化系统，还具有这样的特征,高温蓄热器高温侧出口的氨气温度大于142℃，中温蓄热器高温侧出口的氨气温度大于120℃。
[0013]本专利技术所提供的无蓄冷器的液化压缩氨储能制冷一体化系统，还具有这样的特征,高温蓄热器蓄热介质为Hitec熔融盐，熔点142℃；中温蓄热器蓄热介质为HitecXL熔融盐，熔点120℃；低温蓄热器蓄热介质为加压水。
[0014]本专利技术所提供的无蓄冷器的液化压缩氨储能制冷一体化系统，还具有这样的特征,蒸发器中氨的气化温度小于10℃,冷冻水出水温度小于15℃。
[0015]相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0016]不需要冰蓄冷或填充床蓄冷器，也不需要两相膨胀机，即可在较低压力和常温条件下实现工质的液化，简化了系统流程，降低了投资成本，还能对外输出冷量增加投资收入；
[0017]采用高温蓄热器、中温蓄热器和低温蓄热器对氨的压缩热进行梯度回收，三个蓄热器的流量各自独立，一方面有利于克服临界点附近的大比热容导致夹点问题，另一方面避免了使用价格高昂的导热油；
[0018]本专利技术所提供的无蓄冷器的液化压缩氨储能制冷一体化系统选用氨作为工质，氨作为广泛应用的天然制冷剂，其全球变暖潜能值和臭氧消耗潜值均为零。
附图说明
[0019]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
[0020]图1为本专利技术实施例所提供的无蓄冷器的液化压缩氨储能制冷一体化系统的结构示意图。
[0021]图中包括：氨压缩机1、电动机2、高温蓄热器3、中温蓄热器4、低温蓄热器5、节流阀6、高压液氨储罐7、液氨泵8、低温回热器9、中温回热器10、高温回热器11、氨膨胀机12、发电机13、冷凝器14、节流阀15、低压液氨储罐16、蒸发器17、冷用户18、加压水储罐19、HitecXL熔融盐储罐20、Hitec熔融盐储罐21、高温散热器22、中温散热器23和低温散热器24。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0023]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0024]如图1所示,为本实施例提供的无蓄冷器的液化压缩氨储能制冷一体化系统。其中,储能和制冷单元包括蒸发器17、氨压缩机1、蓄热系统、节流阀6和高压液氨储罐7；所述
释能单元包括液氨泵8、回热系统、氨膨胀机12、发电机13、冷凝器14、节流阀15和低压液氨储罐16；
[0025]所述蒸发器17低温侧、压缩机1、蓄热系统、节流阀6、高压液氨储罐7通过管道依次连接；所述氨压缩机1输入端和电动机2输出端机械连接；
[0026]所述液氨泵8、回热系统、氨膨胀机12、冷凝器14高温侧、节流阀15和低压液氨储罐16通过管道依次连接；所述氨膨胀机12输出端和发电机13输入端输出端机械连接；
[0027]所述蓄热系统包括高温蓄热器3、中温蓄热器4和低温蓄热器5。高温蓄热器3、中温蓄热器4和低温蓄热器5的高温侧换热管依次连接。
[0028]所述回热系统包括高温回热器11、中温回热器10和低温回热器9。高温回热器11、中温回热器10和低温回热器9的低温侧换热管依次连接。
[0029]高温散热器22、高温蓄热器3低温侧、Hitec熔融盐储罐20和高温回热器11高温侧通过管道循环连接。Hitec熔融盐通过循环泵的在回路中流动。
[0030]中温散热器23、中温蓄热器4低温侧、HitecXL熔融盐储罐21和中温回热器10高温侧通过管道循环连接。HitecXL熔融盐通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无蓄冷器的液化压缩氨储能制冷一体化系统，其特征在于，该系统包括氨压缩机、电动机、高温蓄热器、中温蓄热器、低温蓄热器、节流阀、高压液氨储罐、液氨泵、低温回热器、中温回热器、高温回热器、氨膨胀机、发电机、冷凝器、低压液氨储罐、节流阀、蒸发器、加压水储罐、Hitec熔融盐储罐和HitecXL熔融盐储罐和散热器；所述蒸发器的输出端依次经过氨压缩机、高温蓄热器、中温蓄热器、低温蓄热器、节流阀和高压液氨储罐组成储能系统的储能和制冷单元；所述液氨泵的输出端依次经过低温回热器、中温回热器、高温回热器、氨膨胀机、冷凝器、节流阀和低压液氨储罐组成储能系统的释能单元。2.根据权利要求1所述的无蓄冷器的液化压缩氨储能制冷一体化系统，其特征在于，采用氨作为储能工质，透平出口排气可以被大气环境冷却至液态。3.根据权利要求1所述的无蓄冷器的液化压缩氨储能...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘智远，刘彦，于玉洁，张远，赵奔，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：