【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于压缩空气能量储存，具体涉及到一种压缩空气储能末级膨胀机乏汽利用系统。
技术介绍
1、压缩空气储能作为一种有着广阔发展前景的储能技术，具有建设成本低、储能效率高、储能容量大等优点。其中，先进绝热压缩空储能不依赖燃料，可以实现零排放。但先进绝热压缩空储能系统处于膨胀阶段时，为保证排气顺利，末级膨胀机排气压力需高于大气压力，故此条件下的末级膨胀机乏气温度一般高于环境温度，这部分热量通常直接排出浪费掉。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有技术压缩空气储能系统末级膨胀机乏气温度热量浪费的问题，提供了一种压缩空气储能末级膨胀机乏汽利用系统。本专利技术中空气源热泵系统通过耦合压缩空气储能系统，利用压缩空气储能系统中末级膨胀机乏气低温余热，为热用户供热，以减少余热浪费，提高压缩空气储能系统效率。
2、本专利技术一种压缩空气储能末级膨胀机乏汽利用系统所采用的技术方案为：
3、本专利技术提供了一种压缩空气储能末级膨胀机乏汽利用系统，包括压缩空气储能系统，压缩空气储能系统包括压缩机组，压缩机组连通有第一换热机构，第一换热机构连通有储气罐，储气罐连通有第二换热机构，第二换热机构连通有膨胀机组；还包括与第一换热机构和第二换热机构相连通的高温储罐和低温储罐，膨胀机组连通有空气源热泵系统，空气源热泵系统包括与膨胀机组相连通的蒸发器，蒸发器连通有压缩机，压缩机连通有冷凝器，冷凝器通过膨胀阀与蒸发器相连通。
4、该进一步的技术方案中，压缩空气储能系统将空气压缩
5、进一步的，第一换热机构和第二换热机构均包括多级换热器，且第一换热机构和第二换热机构内的多级换热器均串联连接。
6、进一步的，第一换热机构的热侧进口与压缩机组的排气口相连通，第一换热机构的热侧出口与储气罐相连通，第一换热机构的冷侧进口与低温储罐相连通，第一换热机构的冷侧出口与高温储罐相连通。
7、该进一步的技术方案中，压缩空气储能系统在储能阶段，压缩机组将空气压缩成高压空气储存在储气罐中，并将产生的压缩热存储在高温储罐中。
8、进一步的，第二换热机构的冷侧进口与储气罐相连通，第二换热机构的冷侧出口与膨胀机组进气口相连通，第二换热机构的热侧进口与高温储罐相连通，第二换热机构的热侧出口与低温储罐相连通。
9、该进一步的技术方案中，压缩空气储能系统在释能阶段，利用高温储罐的热量对储气罐排出的高压空气进行加热，加热后的高温高压空气进入到膨胀机组中做功，同时将换热后的低温热量存储在低温储罐中。
10、进一步的，蒸发器的热端入口与膨胀机组的排气口相连通，蒸发器的热端出口与大气相连通，蒸发器的冷端入口与膨胀阀出口相连通，蒸发器的冷端出口与压缩机入口相连通，压缩机出口通过管线经过冷凝器与膨胀阀入口相连通。
11、该进一步的技术方案中，在压缩空气储能系统释能阶段，先利用膨胀机乏气加热空气源热泵系统中的有机工质，加热后的有机工质进入压缩机进一步加压升温，然后高温高压的有机工质进入冷凝器，通过冷却水换热后，经过膨胀阀降压，回到蒸发器，进行下一个循环。
12、进一步的，冷凝器的回水为热用户供热。
13、该进一步的技术方案中，冷凝器中被加热的冷却水回水为热用户供热。
14、进一步的，空气源热泵系统中的有机工质为r134a。
15、该进一步的技术方案中，r134a的传热性能良好，这有助于减少制冷剂的用量，从而提高空气源热泵系统的效率；同时r134a的化学性质稳定，不易与其他物质发生反应，这有助于保证空气源热泵系统系统的稳定性和可靠性。
16、本专利技术的有益效果是：
17、1、该压缩空气储能末级膨胀机乏汽利用系统中，压缩空气储能系统将空气压缩成高压空气储存在储气罐中，并将产生的压缩热存储在高温储罐中；同时利用高温储罐的热量对储气罐排出的高压空气进行加热，加热后的高温高压空气进入到膨胀机组中做功，同时将换热后的低温热量存储在低温储罐中；膨胀机组做功时产生的乏气会加热空气源热泵系统中的有机工质，加热后的有机工质进入压缩机进一步加压升温，然后高温高压的有机工质进入冷凝器，通过冷却水换热后，经过膨胀阀降压，回到蒸发器，进行下一个循环；本专利技术中空气源热泵系统通过耦合压缩空气储能系统，利用压缩空气储能系统膨胀机组中的末级膨胀机乏气低温余热，为热用户供热，以减少余热浪费，提高压缩空气储能系统效率，大约使压缩空气储能系统效率提高3.5个百分点。
18、2、该压缩空气储能末级膨胀机乏汽利用系统的空气源热泵系统中的有机工质为r134a，r134a的传热性能良好，这有助于减少制冷剂的用量，从而提高系统的效率；同时r134a的化学性质稳定，不易与其他物质发生反应，这有助于保证系统的稳定性和可靠性；同时r134a无毒、无味、无色，对环境友好，是一种环保制冷剂，从而提高本专利技术的环保性；同时r134a不燃烧、不爆炸，安全性高，对设备无腐蚀作用，能够提高本专利技术的寿命；同时r134a的溶水性较低，可以减少空气源热泵系统的干燥和清洁工作，从而使本专利技术使用较为简便，不需要定期干燥清洁；同时r134a的臭氧层破坏潜能值odp为0，对环境友好；同时r134a的温室效应潜能值gwp较低，有助于减少全球温室效应。
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1.一种压缩空气储能末级膨胀机乏汽利用系统，包括压缩空气储能系统，所述压缩空气储能系统包括压缩机组(1)，所述压缩机组(1)连通有第一换热机构(2)，所述第一换热机构(2)连通有储气罐(3)，所述储气罐(3)连通有第二换热机构(4)，所述第二换热机构(4)连通有膨胀机组(5)；还包括与所述第一换热机构(2)和所述第二换热机构(4)相连通的高温储罐(6)和低温储罐(7)，其特征在于；所述膨胀机组(5)连通有空气源热泵系统，所述空气源热泵系统包括与所述膨胀机组(5)相连通的蒸发器(11)，所述蒸发器(11)连通有压缩机(8)，所述压缩机(8)连通有冷凝器(9)，所述冷凝器(9)通过膨胀阀(10)与所述蒸发器(11)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种压缩空气储能末级膨胀机乏汽利用系统，其特征在于：所述第一换热机构(2)和所述第二换热机构(4)均包括多级换热器，且所述第一换热机构(2)和所述第二换热机构(4)内的多级所述换热器均串联连接。
3.根据权利要求1所述的一种压缩空气储能末级膨胀机乏汽利用系统，其特征在于：所述第一换热机构(2)的热侧进口与所述压缩机组
4.根据权利要求1所述的一种压缩空气储能末级膨胀机乏汽利用系统，其特征在于：所述第二换热机构(4)的冷侧进口与所述储气罐(3)相连通，所述第二换热机构(4)的冷侧出口与所述膨胀机组(5)进气口相连通，所述第二换热机构(4)的热侧进口与所述高温储罐(6)相连通，所述第二换热机构(4)的热侧出口与所述低温储罐(7)相连通。
5.根据权利要求1所述的一种压缩空气储能末级膨胀机乏汽利用系统，其特征在于：所述蒸发器(11)的热端入口与所述膨胀机组(5)的排气口相连通，所述蒸发器(11)的热端出口与大气相连通，所述蒸发器(11)的冷端入口与所述膨胀阀(10)出口相连通，所述蒸发器(11)的冷端出口与所述压缩机(8)入口相连通，所述压缩机(8)出口通过管线经过所述冷凝器(9)与所述膨胀阀(10)入口相连通。
6.根据权利要求1所述的一种压缩空气储能末级膨胀机乏汽利用系统，其特征在于：所述冷凝器(9)的回水为热用户供热。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种压缩空气储能末级膨胀机乏汽利用系统，其特征在于：所述空气源热泵系统中的有机工质为R134a。
...【技术特征摘要】
1.一种压缩空气储能末级膨胀机乏汽利用系统，包括压缩空气储能系统，所述压缩空气储能系统包括压缩机组(1)，所述压缩机组(1)连通有第一换热机构(2)，所述第一换热机构(2)连通有储气罐(3)，所述储气罐(3)连通有第二换热机构(4)，所述第二换热机构(4)连通有膨胀机组(5)；还包括与所述第一换热机构(2)和所述第二换热机构(4)相连通的高温储罐(6)和低温储罐(7)，其特征在于；所述膨胀机组(5)连通有空气源热泵系统，所述空气源热泵系统包括与所述膨胀机组(5)相连通的蒸发器(11)，所述蒸发器(11)连通有压缩机(8)，所述压缩机(8)连通有冷凝器(9)，所述冷凝器(9)通过膨胀阀(10)与所述蒸发器(11)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种压缩空气储能末级膨胀机乏汽利用系统，其特征在于：所述第一换热机构(2)和所述第二换热机构(4)均包括多级换热器，且所述第一换热机构(2)和所述第二换热机构(4)内的多级所述换热器均串联连接。
3.根据权利要求1所述的一种压缩空气储能末级膨胀机乏汽利用系统，其特征在于：所述第一换热机构(2)的热侧进口与所述压缩机组(1)的排气口相连通，所述第一换热机构(2)的热侧出口与所述储气罐(3)相连通，所述第一换热机构(2)的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王悦，刘健，刘旭，史志杰，武洋，郭军，
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：发明
国别省市：
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