多工质压缩气体储能发电系统技术方案

技术编号:41228763 阅读:4 留言:0更新日期:2024-05-09 23:45
本技术涉及物理储能技术领域,提供一种多工质压缩气体储能发电系统,包括:空气压缩模块、第一蓄热换热装置、蓄热装置、第二蓄热换热装置、第一蓄冷换热装置、蓄冷装置、第二蓄冷换热装置和发电模块。本技术将压缩空气储能与压缩气体工质储能有机结合,利用压缩空气储能为压缩气体工质储能提供充足的冷热源能量,使压缩气体工质储能系统中的气体工质在压缩储能阶段可采用液态加压的方式减少功耗,在膨胀做功阶段也可获得大量热量提高系统输出功,且在系统中气体工质在管道中存储,无需使用高压储气容器,只进行冷热能存储,极大降低了系统的建设成本和建设难度,减少系统受环境和地理条件的限制。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及物理储能,尤其涉及一种多工质压缩气体储能发电系统


技术介绍

1、由于风电、太阳能发电等收到自然条件限制,其发电的随机性、间歇性导致其并网对于传统电网将产生巨大冲击,同时也无法保障用户侧电力稳定输出。在可再生能源发电规模化利用的背景下,将储能技术运用在电网中,储存可再生能源或低谷电力,通过储能装置平衡电力系统供电压力,能够消除用电高峰期电力供应匮乏隐患,降低可再生能源发电随机性和不稳定性,并减少电网备用设备需求。

2、现有的大规模商用的储能技术分为抽水储能和压缩空气储能两种,抽水储能因其严苛的地理条件限制和建设成本等诸多方面因素不能满足我国当前储能技术建设需要。相比之下,压缩空气储不仅可以应用于大规模储能,同时系统安全、稳定且具有较高的循环效率。然而压缩空气储能需要将10mpa以上的高压空气进行存储,大大增加了系统的实施难度和建设成本,因此压缩空气储能系统的建设需要依靠天然的耐高压储气空间作为储能容器,受到了较大的地理环境限制。

3、因此,本技术提供一种多工质压缩气体储能发电系统以解决上述问题。


技术实现思路

1、本技术提供一种多工质压缩气体储能发电系统,用以解决现有技术的压缩空气储能受到了较大的地理环境限制的缺陷,极大降低了系统的建设成本和建设难度,减少系统受环境和地理条件的限制。

2、本技术提供一种多工质压缩气体储能发电系统,包括:空气压缩模块、第一蓄热换热装置、蓄热装置、第二蓄热换热装置、第一蓄冷换热装置、蓄冷装置、第二蓄冷换热装置和发电模块;

3、所述空气压缩模块的气体出口与所述第一蓄热换热装置的气体进口连接,所述第一蓄热换热装置的换热介质出口与所述蓄热装置的换热介质进口连接,所述蓄热装置的换热介质出口与所述第二蓄热换热装置的换热介质进口连接,所述第二蓄热换热装置的气体出口与所述发电模块连接;

4、所述第一蓄热换热装置的气体出口与所述发电模块连接,所述发电模块的气体出口与所述第一蓄冷换热装置的气体进口连接,所述第一蓄冷换热装置的换热介质出口与所述蓄冷装置的换热介质进口连接,所述蓄冷装置的换热介质出口与所述第二蓄冷换热装置的换热介质进口连接;

5、所述第二蓄冷换热装置的换热介质出口与所述第二蓄热换热装置的换热介质进口连接。

6、根据本技术提供的多工质压缩气体储能发电系统,所述第一蓄热换热装置的换热介质出口与所述蓄热装置的换热介质进口之间设有第一阀门;

7、所述蓄热装置的换热介质出口与所述第二蓄热换热装置的换热介质进口之间设有第二阀门。

8、根据本技术提供的多工质压缩气体储能发电系统,所述蓄热装置的换热介质出口与所述第一蓄热换热装置的换热介质进口之间设有第三阀门;

9、所述第二蓄热换热装置的换热介质出口与所述蓄热装置的换热介质进口之间设有第四阀门。

10、根据本技术提供的多工质压缩气体储能发电系统,所述第一蓄冷换热装置的换热介质出口与所述蓄冷装置的换热介质进口之间设有第五阀门;

11、所述蓄冷装置的换热介质出口与所述第二蓄冷换热装置的换热介质进口之间设有第六阀门。

12、根据本技术提供的多工质压缩气体储能发电系统,所述发电模块包括第一膨胀机、第二膨胀机和发电装置,所述第一膨胀机和所述第二膨胀机分别与所述发电装置连接;

13、所述第二蓄热换热装置的气体出口与所述第一膨胀机的气体进口连接,所述第一蓄热换热装置的气体出口与所述第二膨胀机的气体进口连接,所述第二膨胀机的气体出口与所述第一蓄冷换热装置的气体进口连接。

14、根据本技术提供的多工质压缩气体储能发电系统,还包括冷却装置,所述冷却装置的气体进口与所述第一膨胀机的气体出口连接。

15、根据本技术提供的多工质压缩气体储能发电系统,所述冷却装置的气体出口与所述第二蓄冷换热装置的气体进口连接。

16、根据本技术提供的多工质压缩气体储能发电系统,所述第二蓄冷换热装置的换热介质出口与所述蓄冷装置的换热介质进口之间设有第七阀门;

17、所述蓄冷装置的换热介质出口与所述第一蓄冷换热装置的换热介质进口之间设有第八阀门。

18、根据本技术提供的多工质压缩气体储能发电系统,所述第二蓄热换热装置的换热介质出口与所述蓄热装置换热介质进口连接,所述蓄热装置的换热介质出口与所述第一蓄热换热装置的换热介质进口连接;

19、所述第二蓄冷换热装置的换热介质出口与所述蓄冷装置的换热介质进口连接,所述蓄冷装置的换热介质出口与所述第一蓄冷换热装置的换热介质进口连接。

20、根据本技术提供的多工质压缩气体储能发电系统,所述第二蓄冷换热装置的换热介质出口与所述第二蓄热换热装置的换热介质入口之间设有驱动泵。

21、本技术提供的多工质压缩气体储能发电系统的工作原理如下:

22、储能过程中,从环境中抽取经干燥、除杂过滤后的空气进入空气压缩模块,空气压缩模块将空气压缩至高温高压状态,高温高压的空气与第一蓄热换热装置中的换热介质换热,换热后的换热介质进入蓄热装置中进行热量储存,换热后的高压低温空气进入发电模块中带动发电机发电,在发电模块中膨胀做功的空气温度剧烈下降(零下100℃以下),进入第一蓄冷换热装置中与换热介质换热,换热后的换热介质进入蓄冷装置中进行冷量储存,至此完成储能过程;

23、释能过程中,工作前,系统管道内充满气体工质(如二氧化碳),气体工质进入第二蓄冷换热装置中吸收冷量并发生液化,并利用增压装置将其增压至设定压力后进入第二蓄热换热装置内,在第二蓄热换热装置中吸收热量汽化并升高温度,得到高温高压的气体工质,高温高压的气体工质进入发电模块中带动发电机发电。

24、本技术提供的多工质压缩气体储能发电系统,将压缩空气储能与压缩气体工质(如二氧化碳)储能有机结合,利用压缩空气储能为压缩气体工质储能提供充足的冷热源能量,使压缩气体工质储能系统中的二氧化碳在压缩储能阶段可采用液态加压的方式减少功耗,在膨胀做功阶段也可获得大量热量提高系统输出功,同时系统可通过调节压缩储能和膨胀做功运行时间比值实现冷热电联供效果。且在系统中气体工质在管道中存储,无需使用高压储气容器,只进行冷热能存储,极大降低了系统的建设成本和建设难度,减少系统受环境和地理条件的限制。

25、本技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本技术的实践中得到教导。本技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多工质压缩气体储能发电系统,其特征在于,包括:空气压缩模块、第一蓄热换热装置、蓄热装置、第二蓄热换热装置、第一蓄冷换热装置、蓄冷装置、第二蓄冷换热装置和发电模块;

2.根据权利要求1所述的多工质压缩气体储能发电系统,其特征在于,所述第一蓄热换热装置的换热介质出口与所述蓄热装置的换热介质进口之间设有第一阀门;

3.根据权利要求1所述的多工质压缩气体储能发电系统,其特征在于,所述蓄热装置的换热介质出口与所述第一蓄热换热装置的换热介质进口之间设有第三阀门;

4.根据权利要求1所述的多工质压缩气体储能发电系统,其特征在于,所述第一蓄冷换热装置的换热介质出口与所述蓄冷装置的换热介质进口之间设有第五阀门;

5.根据权利要求1所述的多工质压缩气体储能发电系统,其特征在于,所述发电模块包括第一膨胀机、第二膨胀机和发电装置,所述第一膨胀机和所述第二膨胀机分别与所述发电装置连接;

6.根据权利要求5所述的多工质压缩气体储能发电系统,其特征在于,还包括冷却装置,所述冷却装置的气体进口与所述第一膨胀机的气体出口连接。

7.根据权利要求6所述的多工质压缩气体储能发电系统,其特征在于,所述冷却装置的气体出口与所述第二蓄冷换热装置的气体进口连接。

8.根据权利要求7所述的多工质压缩气体储能发电系统,其特征在于,所述第二蓄冷换热装置的换热介质出口与所述蓄冷装置的换热介质进口之间设有第七阀门;

9.根据权利要求1至8任一项所述的多工质压缩气体储能发电系统,其特征在于,所述第二蓄热换热装置的换热介质出口与所述蓄热装置换热介质进口连接,所述蓄热装置的换热介质出口与所述第一蓄热换热装置的换热介质进口连接;

10.根据权利要求1至8任一项所述的多工质压缩气体储能发电系统,其特征在于,所述第二蓄冷换热装置的换热介质出口与所述第二蓄热换热装置的换热介质入口之间设有增压泵。

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【技术特征摘要】

1.一种多工质压缩气体储能发电系统,其特征在于,包括:空气压缩模块、第一蓄热换热装置、蓄热装置、第二蓄热换热装置、第一蓄冷换热装置、蓄冷装置、第二蓄冷换热装置和发电模块;

2.根据权利要求1所述的多工质压缩气体储能发电系统,其特征在于,所述第一蓄热换热装置的换热介质出口与所述蓄热装置的换热介质进口之间设有第一阀门;

3.根据权利要求1所述的多工质压缩气体储能发电系统,其特征在于,所述蓄热装置的换热介质出口与所述第一蓄热换热装置的换热介质进口之间设有第三阀门;

4.根据权利要求1所述的多工质压缩气体储能发电系统,其特征在于,所述第一蓄冷换热装置的换热介质出口与所述蓄冷装置的换热介质进口之间设有第五阀门;

5.根据权利要求1所述的多工质压缩气体储能发电系统,其特征在于,所述发电模块包括第一膨胀机、第二膨胀机和发电装置,所述第一膨胀机和所述第二膨胀机分别与所述发电装置连接;

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【专利技术属性】
技术研发人员:张家俊李亚南于泽越云凯郝佳豪郑平洋乃比江·艾合买提
申请(专利权)人:北京博睿鼎能动力科技有限公司
类型:新型
国别省市:

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