【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压缩储能，具体涉及一种余热驱动的压缩蒸汽储能循环利用方法。
技术介绍
1、以风电、光伏为代表的新能源发展迅猛，但其固有的间歇性和不稳定性导致并网消纳困难。因此，需要大规模储能来实现可再生能源电力输出的平稳可控。
2、目前，大规模储能技术主要有抽水蓄能和压缩储能。然而，抽水蓄能的发展潜力受限于地理位置以及难以消除的生态环境负面影响。压缩储能常用介质有空气及co2，由于空气难以液化，需要较大体积的储气罐存储空气，从而导致压缩空气储能能量密度较低且造价成本较高。为此，现有压缩空气储能工程示范均采用地下盐穴或人工硐室储存高压空气。对于压缩co2储能，co2临界温度与环境温度接近，但临界压力较高，对耐压储罐要求极高。同时，co2储能所需的透平及压缩机尚未实现商业化，成本高昂。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种余热驱动的压缩蒸汽储能循环利用方法，可大大提高能源利用效率。
2、本专利技术提供的这种余热驱动的压缩蒸汽储能循环利用方法，采用包括压缩蒸汽储能回路、储热回路和有机朗肯回路的循环系统；压缩蒸汽储能回路储能时，其低压储水罐中的低压液态水通过余热蒸发成蒸汽，蒸汽经过压缩冷凝过程后进入高压储水罐中存储，同时通过储热回路存储压缩热；压缩蒸汽储能回路释能时，其高压储水罐中的高压液态水先后被余热及压缩热蒸发成高温蒸汽，再经过膨胀再热过程回到低压储水罐中存储，同时压缩热驱动有机朗肯回路做功发电。
3、上述方法实施时，所述压缩蒸汽储能回路包括
4、上述方法实施时，所述储热回路包括依次通过管道连接的高温储热罐(33)、泵(35)、再热器(17)、换热器(24)、低温储热罐(26)、泵(28)、换热器(30)和冷却器(9)，在冷却器(9)中放热后的介质出口经管道连接至高温储热罐33的进口；各管道上分别连接阀门。
5、上述方法实施时，所述有机朗肯回路包括通过管道依次连接的换热器(24)、膨胀机(40)、冷凝器(41)和泵(42)，泵(42)的出口管道连接至换热器(24)；各管道上分别连接阀门。
6、上述方法实施时，散热器(21)与风扇(39)相配合，风扇(39)通过鼓风引入自然冷源降低流经散热器(21)的介质温度。
7、上述方法实施时，所述压缩蒸汽储能回路还包括设置于压缩机(7)和冷却器(9)之间的多级压缩冷却单元(54)。
8、上述方法实施时，所述压缩蒸汽储能回路还包括设置于再热器(17)和散热器(21)之间的多级膨胀再热单元(55)。
9、上述方法实施时，所述压缩蒸汽储能回路还配置有可提高压缩热利用率的中温储热罐(50)。
10、上述方法实施时，利用的余热温度范围为120℃-500℃。
11、上述方法实施时，所述储热回路的储热介质为加压水、导热油或熔融盐中的任意一种。
12、针对压缩储能存在的问题，本专利技术首次提出了压缩蒸汽储能系统。相比于空气及co2，水的沸点为100，℃水蒸汽可在低压环境温度下液化。同时，在临界压力(22mpa)下，高压水蒸汽也可以轻易的实现液态存储。此外，相比于co2，水的成本较低，所需的动力及换热设备均十分成熟。将工业余热有效输入至压缩蒸汽储能回路，在储能时，低温低压水首先被余热蒸发，继而蒸汽被压缩机升温升压，通过冷却器将蒸汽冷凝至液态高压罐存储，而压缩热则存储于储热回路中。在释能时，高压水依次被余热及存储的压缩热蒸发，随后进入膨胀机做功发电，最后以液态存储于低压储水罐中，同时储热回路驱动有机朗肯循环做功发电，以充分利用压缩热。具体来说，本专利技术具有以下优势：
13、将工业余热有效输入至压缩蒸汽储能回路，不仅拓展了余热的消纳形式，还极大提高了储能效率；
14、低压侧通过散热器实现了水的液态存储，高压侧通过冷却器将高压蒸汽冷凝成液态水，极大的减少了储罐体积；
15、根据高压储罐的压力，储能回路可采用多级压缩或多级膨胀的方式获得最优的热力性能；
16、有效的耦合了压缩蒸汽储能循环和有机朗肯循环，使得系统效率更高，结构更加紧凑，运行更加灵活。
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1.一种余热驱动的压缩蒸汽储能循环利用方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的余热驱动的压缩蒸汽储能循环利用方法，其特征在于：所述压缩蒸汽储能回路包括依次通过管道连接的低压储水罐(1)、泵(3)、预热器(5)、压缩机(7)、冷却器(9)、高压储水罐(11)、泵(13)、加热器(15)、再热器(17)、膨胀机(19)、散热器(21)，散热器(21)散热后的介质出口通过管道连接至低压储水罐(1)的进水口；各管道上分别连接阀门。
3.根据权利要求2所述的余热驱动的压缩蒸汽储能循环利用方法，其特征在于：所述储热回路包括依次通过管道连接的高温储热罐(33)、泵(35)、再热器(17)、换热器(24)、低温储热罐(26)、泵(28)、换热器(30)和冷却器(9)，在冷却器(9)中放热后的介质出口经管道连接至高温储热罐33的进口；各管道上分别连接阀门。
4.根据权利要求3所述的余热驱动的压缩蒸汽储能循环利用方法，其特征在于：所述有机朗肯回路包括通过管道依次连接的换热器(24)、膨胀机(40)、冷凝器(41)和泵(42)，泵(42)的出口管道连接至换热器(
5.根据权利要求2所述的余热驱动的压缩蒸汽储能循环利用方法，其特征在于：散热器(21)与风扇(39)相配合，风扇(39)通过鼓风引入自然冷源降低流经散热器(21)的介质温度。
6.根据权利要求2所述的余热驱动的压缩蒸汽储能循环利用方法，其特征在于：所述压缩蒸汽储能回路还包括设置于压缩机(7)和冷却器(9)之间的多级压缩冷却单元(54)。
7.根据权利要求3所述的余热驱动的压缩蒸汽储能循环利用方法，其特征在于：所述压缩蒸汽储能回路还包括设置于再热器(17)和散热器(21)之间的多级膨胀再热单元(55)。
8.根据权利要求6或7所述的余热驱动的压缩蒸汽储能循环利用方法，其特征在于：所述压缩蒸汽储能回路配置有可提高压缩热利用率的中温储热罐(50)。
9.根据权利要求1所述的余热驱动的压缩蒸汽储能循环利用方法，其特征在于：利用的余热温度范围为120℃-500℃。
10.根据权利要求1或3所述的余热驱动的压缩蒸汽储能循环利用方法，其特征在于：所述储热回路的储热介质为加压水、导热油或熔融盐中的任意一种。
...【技术特征摘要】
1.一种余热驱动的压缩蒸汽储能循环利用方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的余热驱动的压缩蒸汽储能循环利用方法，其特征在于：所述压缩蒸汽储能回路包括依次通过管道连接的低压储水罐(1)、泵(3)、预热器(5)、压缩机(7)、冷却器(9)、高压储水罐(11)、泵(13)、加热器(15)、再热器(17)、膨胀机(19)、散热器(21)，散热器(21)散热后的介质出口通过管道连接至低压储水罐(1)的进水口；各管道上分别连接阀门。
3.根据权利要求2所述的余热驱动的压缩蒸汽储能循环利用方法，其特征在于：所述储热回路包括依次通过管道连接的高温储热罐(33)、泵(35)、再热器(17)、换热器(24)、低温储热罐(26)、泵(28)、换热器(30)和冷却器(9)，在冷却器(9)中放热后的介质出口经管道连接至高温储热罐33的进口；各管道上分别连接阀门。
4.根据权利要求3所述的余热驱动的压缩蒸汽储能循环利用方法，其特征在于：所述有机朗肯回路包括通过管道依次连接的换热器(24)、膨胀机(40)、冷凝器(41)和泵(42)，泵(42)的出口管道连接至换热器(24)；...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏文，李凤合，余澳芳，周晓宇，胡劭华，梁娅冉，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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