一种高温储热的压缩空气储能系统技术方案

本技术涉及一种高温储热的压缩空气储能系统，包括依次连接的空气压缩机、空气存储装置和空气发电机构，所述空气发电机构包括依次连接的油气加热器、熔盐空气加热器和空气透平机；还包括换热储热系统和太阳能集热系统，所述换热储热系统包括低温油罐、高温油罐以及设置在空气压缩机出口的油气换热器，所述低温油罐、油气换热器、高温油罐和油气加热器依次循环连接；太阳能集热系统包括吸热塔、高温熔盐罐和低温熔盐罐，所述低温熔盐罐、吸热塔、高温熔盐罐和熔盐空气加热器依次循环连接，本技术采用回热技术，并引入塔式集热器，大幅提高透平机进气温度，发电效率提高；利用塔式太阳能集热器收集利用太阳能等清洁能源，综合能源效率提高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及储能及能源综合利用领域，具体是指一种高温储热的压缩空气储能系统。

技术介绍

1、压缩空气储能技术是指电网在用电低谷期时用过剩的电能将空气压缩密封在罐群、盐穴、废弃的矿井等各种形式的储气室中，在用电高峰期时，将储气室中压缩空气释放出来用于推动膨胀机产生电能。目前压缩空气储能系统主要分为补燃式和非补燃式两种技术形式。两种技术涉及的关键设备均包括压缩机、膨胀机、换热设备及储气室等，其中补燃式压缩空气储能系统需要增加内燃室模块，将储气室释放的压缩空气与天然气等燃料在内燃室中混合燃烧来提高进入膨胀机的气体温度，传统的补燃式技术在消耗化石燃料的同时并没有很好的利用系统产生的压缩热，造成了系统热量的浪费；非补燃式压缩空气储能技术能够省去补燃模块，系统中增加了中间蓄热设备，提升了系统效率，非补燃式技术在能量转换过程中对大气无污染，是被公认的清洁绿色环保的发电技术。

2、从公开的
技术介绍
可知，现有的压缩空气储能在技术方案上还存在一些缺点：相较于电化学储能和抽水循蓄能，压缩空气的电-电转化效率及综合能源效率偏低。

技术实现思路

1、本技术针对现有技术的不足，提供一种启动快、效率高、安全可靠、操作方便的高温储热的压缩空气储能系统，本系统采用导热油蓄热，提高蓄热温度，提高电转化效率；并优化系统设计，增加塔式太阳能集热装置并进一步提高透平机进气温度，提高整个系统电-电效率及综合能源效率。

2、本技术是通过如下技术方案实现的，提供一种高温储热的压缩空气储能系统，包括依次连接的空气压缩机、空气存储装置和空气发电机构，所述空气发电机构包括依次连接的油气加热器、熔盐空气加热器和空气透平机；还包括换热储热系统和太阳能集热系统，所述换热储热系统包括低温油罐、高温油罐以及设置在空气压缩机出口的油气换热器，所述低温油罐、油气换热器、高温油罐和油气加热器依次循环连接；所述太阳能集热系统包括吸热塔、高温熔盐罐和低温熔盐罐，所述低温熔盐罐、吸热塔、高温熔盐罐和熔盐空气加热器依次循环连接，所述吸热塔上装有与定日镜适配的吸热器。

3、本方案中空气进入空气压缩机进行压缩，压缩空气导出后经过油气换热器冷却，冷却后的空气送入空气存储装置进行存储，油气换热器将低温油罐来的导热油加热至高温送入高温油罐存储。发电时，打开空气存储装置，常温空气经过油气加热器和熔盐空气加热器加热后进入空气透平机膨胀做功带动发电机发电，油气加热器的热源来自高温油罐里的导热油，换热后，导热油降温回流至低温油罐。熔盐空气加热器的热源来自高温熔盐罐，换热后熔盐降温回流至低温熔盐罐；低温熔盐经过吸热塔再次加热后进入高温熔盐罐。吸热塔上安装吸热器，通过定日镜反射吸收太阳能。

4、本方案中的高温熔盐罐温度高于高温油罐，大幅提高透平机进气温度。

5、作为优化，所述空气发电机构设置有两个且串联设置。本方案中的空气发电机构设置有两个且串联设置，可以实现空气能的有效利用，提高利用效率。

6、作为优化，两个空气发电机构的油气加热器并联设置。本方案中的两个油气加热器并联设置，因此都可以起到良好的加热效果。

7、作为优化，两个空气发电机构的熔盐空气加热器并联设置。本方案中的两个熔盐空气加热器并联设置，因此都可以起到良好的加热效果。

8、作为优化，所述空气压缩机设置有三个且串联设置，每个空气压缩机的出口均设有油气换热器。通过三个空气压缩机实现多级压缩，每次压缩后通过油气换热器降温。

9、作为优化，三个油气换热器并联设置。本方案中三个油气换热器并联设置，从而可以快速有效的吸收高温空气中的热量。

10、本技术的有益效果为：本技术的一种高温储热的压缩空气储能系统，采用多级压缩和级间冷却并回收压缩过程的热量，提高了空气压缩过程的热效率；采用回热技术，并引入塔式集热器，大幅提高透平机进气温度，发电效率提高；利用塔式太阳能集热器收集利用太阳能等清洁能源，综合能源效率提高。

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【技术保护点】

1.一种高温储热的压缩空气储能系统，其特征在于：包括依次连接的空气压缩机（1）、空气存储装置（4）和空气发电机构，所述空气发电机构包括依次连接的油气加热器（6）、熔盐空气加热器（7）和空气透平机（8）；

2.根据权利要求1所述的一种高温储热的压缩空气储能系统，其特征在于：所述空气发电机构设置有两个且串联设置。

3.根据权利要求2所述的一种高温储热的压缩空气储能系统，其特征在于：两个空气发电机构的油气加热器（6）并联设置。

4.根据权利要求2所述的一种高温储热的压缩空气储能系统，其特征在于：两个空气发电机构的熔盐空气加热器（7）并联设置。

5.根据权利要求1所述的一种高温储热的压缩空气储能系统，其特征在于：所述空气压缩机（1）设置有三个且串联设置，每个空气压缩机（1）的出口均设有油气换热器（2）。

6.根据权利要求5所述的一种高温储热的压缩空气储能系统，其特征在于：三个油气换热器（2）并联设置。

【技术特征摘要】

1.一种高温储热的压缩空气储能系统，其特征在于：包括依次连接的空气压缩机（1）、空气存储装置（4）和空气发电机构，所述空气发电机构包括依次连接的油气加热器（6）、熔盐空气加热器（7）和空气透平机（8）；

2.根据权利要求1所述的一种高温储热的压缩空气储能系统，其特征在于：所述空气发电机构设置有两个且串联设置。

3.根据权利要求2所述的一种高温储热的压缩空气储能系统，其特征在于：两个空气发电机构的油气加热器...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨恪，田洪增，
申请(专利权)人：山东中信能源联合装备股份有限公司，
类型：新型
国别省市：