一种太阳能辅助的液化空气储能系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种太阳能辅助的液化空气储能系统，属于储能技术领域，包括压缩机组、级间冷却器、储冷罐、级间再热器、太阳能集热器、蓄热罐、蓄冷回热器、液态空气储存罐、气液分离器、设置在液态空气储存罐和蓄冷回热器之间的低温泵、设置在蓄冷回热器和气液分离器之间的节流减压阀、膨胀机组和相应的连接管路；所述太阳能集热器与级间冷却器和蓄热罐相连，吸收太阳光加热内部空气并释放高温空气加热级间冷却器置换后的介质，并将加热后的高温介质送入蓄热罐蓄热；当电网电能过剩时，系统进行储能，当外界电力不足时，系统进行释能。本实用新型专利技术不仅可以提高液化空气储能密度和循环效率，而且可以解决太阳能间歇性和不稳定性的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能辅助的液化空气储能系统


[0001]本技术涉及储能
，尤其是一种太阳能辅助的液化空气储能系统。

技术介绍

[0002]储能技术是处理风光等新能源不确定性，解决可再生能源储存问题的有效手段。液化空气储能技术是传统压缩空气储能技术的改进，与传统压缩空气储能相比其具有储能容积小、储能密度高等优越性，是未来储能
内发展的热点，液化空气储能技术的储能过程是利用多余电能，将常温常压空气液化后储存，释能过程是将液化空气通过加热加压气化，后通过膨胀机进行发电，常规液化空气储能其存在的问题主要是整体循环效率不高，限制了其市场价值。
[0003]太阳能作为一种可再生能源，被利用时不产生废气、废料，是一种清洁能源，其到处皆是，就地取用，但其具有间歇性、不稳定性。
[0004]因此，有必要研发一种将太阳能与液化空气储能系统相结合的系统。

技术实现思路

[0005]本技术需要解决的技术问题是提供一种太阳能辅助的液化空气储能系统，不仅可以提高液化空气储能密度和循环效率，而且可以解决太阳能间歇性和不稳定性的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：
[0007]一种太阳能辅助的液化空气储能系统，包括压缩机组、级间冷却器、蓄冷回热器、液态空气储存罐、气液分离器、储冷罐、蓄热罐、太阳能集热器、设置在液态空气储存罐和蓄冷回热器之间的低温泵、设置在蓄冷回热器和气液分离器之间的节流减压阀、级间再热器、膨胀机组和相应的连接管路；
[0008]所述压缩机组与级间冷却器相连，利用电网过剩电能驱动将空气压缩成高温高压空气，经级间冷却器降温；
[0009]所述储冷罐与级间冷却器和级间再热器相连，给级间冷却器提供低温介质并回收级间再热器换热后的低温介质；
[0010]所述太阳能集热器与级间冷却器和蓄热罐相连，吸收太阳光加热内部空气并释放高温空气加热级间冷却器置换后的介质；
[0011]所述蓄热罐与太阳能集热器和级间再热器相连，接收并储存经太阳能集热器加热后的高温介质并给级间再热器提供高温介质；
[0012]所述蓄冷回热器分别与级间冷却器、级间再热器、液态空气储存罐和气液分离器相连，将来自级间冷却器的空气进一步冷却；
[0013]所述气液分离器还与液态空气储存罐相连，将未液化的空气分离出来返回蓄冷回热器，并将液化后的空气送入液态空气储存罐储存；
[0014]所述膨胀机组与级间再热器相连，将压缩空气升温膨胀降压获得能量供发电机发
电；
[0015]当电网电能过剩时，系统进行储能，当外界电力不足时，系统进行释能。
[0016]本技术技术方案的进一步改进在于：所述压缩机组设置为双级压缩机，包括第一压缩机和第二压缩机；所述级间冷却器包括第一冷却器和第二冷却器；第一压缩机的空气出口端与第一冷却器空气进口端相连，第一冷却器的空气出口端与第二压缩机的空气进口端相连，第二压缩机的空气出口端与第二冷却器的空气进口端相连，第二冷却器的空气出口端与蓄冷回热器的空气进口端相连；所述第一冷却器和所述第二冷却器的介质进口端分别与储冷罐的出口端相连，所述第一冷却器和所述第二冷却器的介质出口端均与太阳能集热器相连。
[0017]本技术技术方案的进一步改进在于：所述膨胀机组设置为双级膨胀机，包括第一膨胀机和第二膨胀机；级间再热器包括第一再热器和第二再热器；第一再热器的空气进口端与蓄冷回热器的空气出口端相连，第一再热器的空气出口端与第一膨胀机的空气进口端相连；第一膨胀机的空气出口端与第二再热器的空气进口端相连，第二再热器的空气出口端与第二膨胀机的空气进口端相连；所述第一再热器和所述第二再热器的介质进口端分别与蓄热罐的出口端相连，所述第一再热器和所述第二再热器的介质出口端均与储冷罐的进口端相连。
[0018]本技术技术方案的进一步改进在于：所述储冷罐和蓄热罐中的介质均采用导热油。
[0019]由于采用了上述技术方案，本技术取得的技术进步是：
[0020]本技术将液化空气储能与太阳能相结合，在储能过程中利用太阳能集热器产生的热量辅助加热从级间冷却器出来的导热油，提高了储存到蓄热罐中导热油的温度；与传统液化空气储能相比，本技术提高了蓄热罐中导热油的温度，有效增加了传统液化空气储能系统的储能密度，系统整体的循环效率大幅提升，同时系统有效利用了太阳能，缓解了太阳能不稳定性和间歇性，降低了弃光。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
[0022]图1是本技术实施例中太阳能辅助液化空气系统示意图；
[0023]其中，1、第一压缩机，2、第一冷却器，3、第二压缩机，4、第二冷却器，5、蓄冷回热器，6、液态空气储存罐，7、气液分离器，8、储冷罐，9、蓄热罐，10、太阳能集热器，11、第一再热器，12、第一膨胀机，13、第二再热器，14、第二膨胀机。
具体实施方式
[0024]需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语
ꢀ“
包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没
有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0025]下面结合附图及实施例对本技术做进一步详细说明：
[0026]如图1所示，一种太阳能辅助的液化空气储能系统，包括压缩机组、级间冷却器、蓄冷回热器5、液态空气储存罐6、气液分离器7、储冷罐8、蓄热罐9、太阳能集热器10、设置在液态空气储存罐6和蓄冷回热器5之间的低温泵、设置在蓄冷回热器5和气液分离器7之间的节流减压阀、级间再热器、膨胀机组和相应的连接管路；
[0027]所述压缩机组与级间冷却器相连，利用电网过剩电能驱动将空气压缩成高温高压空气，经级间冷却器降温；
[0028]所述储冷罐8与级间冷却器和级间再热器相连，给级间冷却器提供低温介质并回收级间再热器换热后的低温介质；
[0029]所述太阳能集热器10与级间冷却器和蓄热罐9相连，吸收太阳光加热内部空气并释放高温空气加热级间冷却器置换后的介质；
[0030]所述蓄热罐9与太阳能集热器10和级间再热器相连，接收并储存经太阳能集热器10加热后的高温介质并给级间再热器提供高温介质；
[0031]所述蓄冷回热器5分别与级间冷却器、级间再热器、液态空气储存罐6和气液分离器7相连，将来自级间冷却器的空气进一步冷却；蓄冷回热器5实质上是一种换热器，压缩过程中产生的高温高压空气被释能过程中的低温液态空气和气液分离器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能辅助的液化空气储能系统，其特征在于：包括压缩机组、级间冷却器、蓄冷回热器（5）、液态空气储存罐（6）、气液分离器（7）、储冷罐（8）、蓄热罐（9）、太阳能集热器（10）、设置在液态空气储存罐（6）和蓄冷回热器（5）之间的低温泵、设置在蓄冷回热器（5）和气液分离器（7）之间的节流减压阀、级间再热器、膨胀机组和相应的连接管路；所述压缩机组与级间冷却器相连，利用电网过剩电能驱动将空气压缩成高温高压空气，经级间冷却器降温；所述储冷罐（8）与级间冷却器和级间再热器相连，给级间冷却器提供低温介质并回收级间再热器换热后的低温介质；所述太阳能集热器（10）与级间冷却器和蓄热罐（9）相连，吸收太阳光加热内部空气并释放高温空气加热级间冷却器置换后的介质；所述蓄热罐（9）与太阳能集热器（10）和级间再热器相连，接收并储存经太阳能集热器（10）加热后的高温介质并给级间再热器提供高温介质；所述蓄冷回热器（5）分别与级间冷却器、级间再热器、液态空气储存罐（6）和气液分离器（7）相连，将来自级间冷却器的空气进一步冷却；所述气液分离器还与液态空气储存罐（6）相连，将未液化的空气分离出来返回蓄冷回热器（5），并将液化后的空气送入液态空气储存罐（6）储存；所述膨胀机组与级间再热器相连，将压缩空气升温膨胀降压获得能量供发电机发电；当电网电能过剩时，所述系统进行储能，当外界电力不足时，所述系统进行释能。2.根据权利要求1所述的一种太阳能辅助的液化空气储能系统，其特征在于：所述压缩机组设置为双级压缩机，包括第一压缩机（1）...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁晓玲，邓旺，李利飞，龙慧，张伟丁，秦伟亮，李鹏，崔飞龙，
申请(专利权)人：中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：