專利名稱：高效高壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
高效高壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及能量儲存技術(shù)領(lǐng)域，是一種基于高壓液態(tài)空氣存儲能量以及利用所存能量產(chǎn)生電能的高效儲能/釋能系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]隨著可再生能源(風能、太陽能等)的日益普及，以及電網(wǎng)調(diào)峰、提高電網(wǎng)可靠性和改善電能質(zhì)量的迫切需求，電力儲能系統(tǒng)的重要性日益凸顯。大規(guī)模電力儲能技術(shù)可以有效解決電力生產(chǎn)與使用中峰谷差的矛盾；可以提供電力系統(tǒng)供電的可靠性；可以解決風力發(fā)電、太陽能、潮汐能等間歇式能源發(fā)電不穩(wěn)定性的關(guān)鍵技術(shù)。[0003]同時，電力儲能系統(tǒng)還是分布式能源系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。分布式能源系統(tǒng)采用大量小型分布式電力系統(tǒng)代替常規(guī)大型集中式電力系統(tǒng)，當系統(tǒng)遇到了局部的線路故障時，電力儲能系統(tǒng)可以提供不間斷的電源供應。[0004]目前已有電力儲能技術(shù)包括抽水儲能、壓縮空氣儲能、蓄電池儲能、超導磁能、飛輪儲能和超級電容等。其中以抽水儲能、儲熱儲能和壓縮空氣儲能為代表的物理方法儲能由于其成本低、儲能容量大，適合大規(guī)模商業(yè)化應用，約占世界儲能總量的99. 5%。[0005]抽水電站儲能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)處于谷值負荷時讓電動機帶動水泵把低水庫的水通過管道抽到高水庫以消耗一部分電能。當峰值負荷來臨時，高水庫的水通過管道使水泵和電動機逆向運轉(zhuǎn)而變成水輪機和發(fā)電機發(fā)出電能供給用戶，由此起到削峰填谷的作用。 抽水電站儲能系統(tǒng)技術(shù)上成熟可靠、效率高( 70%)、儲能容量大等優(yōu)點，目前已經(jīng)廣泛使用。但是，抽水電站儲能系統(tǒng)需要特殊的地理條件建造兩個水庫和水壩，建設(shè)周期很長(一般約7 15年)，初期投資巨大。更為棘手的是，建造大型水庫會大面積淹沒植被甚至城市，造成生態(tài)和移民問題，因此建造抽水電站儲能系統(tǒng)受到了越來越大的限制。[0006]傳統(tǒng)壓縮空氣儲能系統(tǒng)在用電低谷，將空氣壓縮并存于儲氣室中，使電能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能存儲起來；在用電高峰，高壓空氣從儲氣室釋放，進入燃氣輪機燃燒室同燃料一起燃燒，然后驅(qū)動透平發(fā)電。壓縮空氣儲能系統(tǒng)具有儲能容量較大、儲能周期長、效率高 (50% 70%)和單位投資相對較小等優(yōu)點。但是，壓縮空氣儲能技術(shù)的儲能密度低，難點是需要合適的能儲存壓縮空氣的場所，例如密封的山洞或廢棄礦井等。而且，壓縮空氣儲能系統(tǒng)仍然依賴燃燒化石燃料提供熱源，一方面面臨化石燃料逐漸枯竭和價格上漲的威脅，另一方面其燃燒仍然產(chǎn)生氮化物、硫化物和二氧化碳等污染物，不符合綠色(零排放)、可再生的能源發(fā)展要求。[0007]為解決傳統(tǒng)壓縮空氣儲能系統(tǒng)面臨的主要問題，最近幾年國內(nèi)外學者分別開展了地面壓縮空氣儲能系統(tǒng)(SVCAES)、帶回熱的壓縮空氣儲能系統(tǒng)(AACAES)和空氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)壓縮空氣儲能系統(tǒng)(CASH)的研究等，使壓縮空氣儲能系統(tǒng)基本可以避免燃燒化石燃料，但是壓縮空氣儲能系統(tǒng)的能量密度仍然很低，需要大型的儲氣室。[0008]近年來，國內(nèi)外學者發(fā)展了液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)，由于采用常壓液態(tài)空氣儲存，儲能密度較高。但是，在儲能過程的降壓節(jié)流環(huán)節(jié)和釋能過程的低溫泵增壓環(huán)節(jié)有需要消耗較高的能量，從而降低了儲能系統(tǒng)的運行效率。發(fā)明內(nèi)容[0009]本實用新型的目的是公開一種新型儲能/釋能系統(tǒng)，是高效高壓液態(tài)空氣儲能/ 釋能系統(tǒng)，相比現(xiàn)有的壓縮空氣儲能系統(tǒng)等具有儲能密度大的特點。相比液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)，具有系統(tǒng)儲能效率高的特點，可以適合各種類型的電站配套使用。[0010]為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)解決方案是[0011]一種高效高壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)，包括低壓壓縮機組、高壓壓縮機組、蓄冷器、低溫換熱器、高壓低溫儲罐、低溫膨脹機組、蓄熱/換熱器、主膨脹機組、驅(qū)動單元、發(fā)電機，其特征在于，[0012]所述儲能/釋能系統(tǒng)包括高效儲能子系統(tǒng)和釋能子系統(tǒng)[0013]所述高效儲能子系統(tǒng)中，所述低壓壓縮機組、高壓壓縮機組、蓄冷器、低溫換熱器、 高壓低溫儲罐的底部液體側(cè)經(jīng)管線依次順序聯(lián)通，所述高壓低溫儲罐的頂部氣體側(cè)、低溫膨脹機組、低溫換熱器、蓄冷器經(jīng)管線依次順序聯(lián)通，且所述低溫膨脹機組和高壓低溫儲罐之間的管線上設(shè)有調(diào)節(jié)閥門I ;所述低溫膨脹機組驅(qū)動低壓壓縮機組；[0014]所述釋能子系統(tǒng)包括自增壓單元和做功單元，其中，所述自增壓單元包括自增壓器，所述自增壓器一端連接所述高壓低溫儲罐的底部液體側(cè)，另一端連接所述高壓低溫儲罐的頂部氣體側(cè)，且所述自增壓器和高壓低溫儲罐的底部液體側(cè)之間的管線上設(shè)有調(diào)節(jié)閥門II ;所述做功單元中，所述高壓低溫儲罐的底部液體側(cè)、蓄冷器、蓄熱/換熱器、主膨脹機組經(jīng)管線依次連接，所述高壓低溫儲罐的底部液體側(cè)和蓄冷器之間的管線上設(shè)有另一調(diào)節(jié)閥門III。[0015]優(yōu)選地，低壓壓縮機組與高壓壓縮機組各自包括至少一臺壓縮機，多臺壓縮機相互串聯(lián)或集成為整體多級壓縮機，低壓壓縮機組入口接空氣源。優(yōu)選地，主膨脹機組包括至少一臺膨脹機，多臺膨脹機相互串聯(lián)或集成為整體多級膨脹機，每一臺末級膨脹機的氣體出口通大氣。優(yōu)選地，低溫膨脹機組包括至少一臺低溫低壓膨脹機，多臺低溫膨脹機相互串聯(lián)為多級膨脹機，每一臺末級膨脹機的氣體出口進入蓄冷器內(nèi)的換熱器。[0016]優(yōu)選的，驅(qū)動單元與高壓壓縮機組的傳動軸固接，發(fā)電機與主膨脹機組的傳動軸固接。[0017]本實用新型的高效高壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)，其流程為[0018]儲能時，利用驅(qū)動單元驅(qū)動由低壓壓縮機組與高壓壓縮機組組成的壓縮機組，將一定量的空氣壓縮至常溫高壓狀態(tài)；常溫高壓空氣進入蓄冷器中冷卻，高壓空氣經(jīng)過蓄冷器和低溫換熱器后溫度降至液化溫度以下變成高壓液態(tài)空氣；高壓液態(tài)空氣進入高壓低溫儲罐存儲；與此同時高壓低溫儲罐內(nèi)部的氣態(tài)高壓空氣經(jīng)低溫膨脹機膨脹后產(chǎn)生低溫冷能，通過低溫換熱器將冷能傳給主路的高壓空氣，經(jīng)過蓄冷器釋放剩余冷能。[0019]釋能時，自增壓器使高壓低溫液態(tài)空氣儲罐加壓，高壓液態(tài)空氣在蓄冷器中升溫至常溫高壓狀態(tài)并回收冷能，在蓄熱/換熱器中吸收熱量使高壓空氣進一步升溫，然后進入主膨脹機組膨脹做功，帶動發(fā)電機發(fā)電。[0020]優(yōu)選地，所述的高效高壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)，其所述驅(qū)動單元，為驅(qū)動電機或風力機；為驅(qū)動電機時，是以常規(guī)電站低谷電、核電、風電、太陽能發(fā)電、水電或潮汐發(fā)電5其中的一種或多種為電源。[0021]優(yōu)選地，所述的高效高壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)，其所述蓄熱/換熱器設(shè)有管線，該管線與外界熱源相通連。[0022]優(yōu)選地，所述自增壓器由金屬盤管或翅片管制成，加熱介質(zhì)為水或空氣。[0023]優(yōu)選地，所述蓄熱/換熱器通過管線與太陽能集熱器或工業(yè)余熱/廢熱流體相通連，形成載熱循環(huán)回路。[0024]優(yōu)選地，本實用新型的高效高壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)，其空氣壓縮、冷卻過程中還包括空氣凈化與純化，除去空氣中的固體物及雜質(zhì)氣體；空氣凈化與純化設(shè)備集成在壓縮機組和/或蓄冷器中。[0025]優(yōu)選地，所述低壓壓縮機組、高壓壓縮機組，合在一起的總壓比在38 340之間； 當為多臺壓縮機時，多臺壓縮機為共軸串聯(lián)形式、或分軸并聯(lián)形式；并聯(lián)形式中，各分軸與主驅(qū)動軸動連接。[0026]優(yōu)選地，所述膨脹機組，總膨脹比在38 340之間，末級膨脹機排氣接近常壓；當為多臺膨脹機時，多臺膨脹機為共軸串聯(lián)形式、或分軸并聯(lián)形式；并聯(lián)形式中，各分軸與主驅(qū)動軸動連接；各級膨脹機的進氣均先經(jīng)過蓄熱/換熱器加熱升溫。[0027]優(yōu)選地，所述壓縮機組、主膨脹機組、和/或低溫膨脹機組，是活塞式、軸流式、向心式、螺桿式或混合式。優(yōu)選地，所述多臺壓縮機、多臺主膨脹機分布在一根驅(qū)動軸或多根驅(qū)動軸上。[0028]優(yōu)選地，所述蓄熱/換熱器，儲能時經(jīng)管線存儲下列熱能的一種或幾種壓縮機產(chǎn)生的壓縮熱；工業(yè)余熱或廢熱；太陽熱能。釋能時，加熱進各級膨脹機前的壓縮空氣。[0029]在另一個優(yōu)選實施例中，所述高效儲能子系統(tǒng)中，所述高壓壓縮機組產(chǎn)生的高壓空氣經(jīng)所述蓄熱/換熱器冷卻后進入蓄冷器。進一步地，所述釋能子系統(tǒng)中還包括高溫蓄熱/換熱器，經(jīng)所述蓄熱/換熱器加熱后的高壓空氣通過所述高溫蓄熱/換熱器后進入所述主膨脹機組，所述高溫蓄熱/換熱器為余熱/廢熱換熱器，通過管線與太陽能集熱器或工業(yè)余熱/廢熱流體相通連，通過余熱/廢熱換熱器直接加熱高壓空氣，來提高進主膨脹機組前高壓空氣的溫度。[0030]優(yōu)選地，所述蓄熱/換熱器，其換熱形式是高壓空氣直接接觸蓄熱材料或者通過換熱器與蓄熱材料換熱，其蓄熱形式是顯熱、潛熱或化學反應熱中的一種或幾種；采用的蓄熱介質(zhì)是水、石蠟、生物質(zhì)油、無機類結(jié)晶水合鹽、熔融鹽、金屬及其合金、有機類脂肪酸、石頭、巖石或混凝土，蓄熱介質(zhì)儲存在絕熱容器中。[0031]優(yōu)選地，所述蓄冷器，將高壓空氣冷卻至78K-160K (K為開氏溫度單位)，是顯熱蓄冷或固液相變蓄冷中的一種或組合；采用的顯熱蓄冷介質(zhì)，是巖石、陶瓷、金屬氧化物球、密封冰球、沙礫、混凝土、鋁帶盤或其它金屬或非金屬物質(zhì)中的一種或幾種；固液相變蓄冷介質(zhì)，是固液相變溫度在8IK 273K之間的氨及其水溶液、鹽類水溶液、烷烴類、烯烴類物質(zhì)及其化合物，醇類及其水溶液中的一種或幾種，蓄冷介質(zhì)存儲在絕熱容器中；高壓空氣或低壓空氣在蓄冷器中與蓄冷介質(zhì)直接接觸換熱或通過換熱器與蓄冷換熱器換熱；儲能時，蓄冷器對高壓空氣進行冷卻，釋能時，蓄冷器回收并儲存高壓液態(tài)空氣升溫過程中的冷量。[0032]優(yōu)選地，所述的低溫膨脹機用于儲能時高壓空氣的液化補充低溫冷能，多級低溫膨脹機每級的氣體出口都通向低溫換熱器，多級低溫膨脹機的驅(qū)動軸可以與某級壓縮機固連，其膨脹過程的輸出功可以帶動某級壓縮機來壓縮空氣。[0033]優(yōu)選地，所述高壓低溫儲罐，為高壓杜瓦儲罐或高壓低溫儲槽，液態(tài)空氣在高壓狀況下儲存，設(shè)計壓力要遠高于實際工作的最高壓力。[0034]優(yōu)選地，所述的高效高壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)，其所述控制第一級壓縮機進氣量，是通過調(diào)節(jié)壓縮機負載、開停部分壓縮機或調(diào)節(jié)壓比來實現(xiàn)進氣量的控制。[0035]優(yōu)選地，所述的高效高壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)，其釋能時，通過管線上的閥門來控制低溫高壓儲罐內(nèi)壓力，通過管線上的閥門控制高壓液態(tài)空氣氣化量來調(diào)節(jié)發(fā)電能力。[0036]優(yōu)選地，所述的高效高壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)，將壓縮熱、余熱、廢熱或太陽能集熱儲存在蓄熱/換熱器中用于加熱高壓空氣，提高進膨脹機前高壓空氣的溫度，余熱、 廢熱為電廠、水泥行業(yè)、鋼鐵冶金行業(yè)、化工行業(yè)的余熱、廢熱。[0037]本實用新型的高效高壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)，其優(yōu)點在于能量密度高、效率高、發(fā)電階段不耗功耗電、適用于各種電站(包括太陽能、風能等可再生能源電站)、不產(chǎn)生溫室氣體、可回收中低溫(熱值)廢熱等優(yōu)點。


[0038]圖I為本實用新型實施例I的結(jié)構(gòu)示意圖；[0039]圖2為本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；[0040]圖3為本實用新型實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
[0041]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本實用新型進一步詳細說明。[0042]實施例I[0043]如圖I所不，為本實用新型的聞效聞壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)實施例I。其中， 低壓壓縮機組I'，高壓壓縮機組1，蓄冷器2，低溫換熱器3，高壓液態(tài)空氣儲罐4，自增壓器 5，低溫膨脹機組6，蓄熱/換熱器7，主膨脹機組8，發(fā)電機24，驅(qū)動電機9，閥門14，19，21， 管線 10'，10，11，12，13，15，16，17，18，20，22，23，25，26，進口空氣 A。[0044]低溫膨脹機組6與低壓壓縮機組I'的共有傳動軸固接，驅(qū)動電機9與高壓壓縮機組I的共有傳動軸固接，發(fā)電機24與膨脹機8的共有傳動軸固接。低壓壓縮機組P入口接空氣A，經(jīng)管線10'與壓縮機組I相通連，高壓壓縮機組I經(jīng)管線10與蓄冷器2相通連。蓄冷器2、低溫換熱器3、高壓低溫液態(tài)儲罐4經(jīng)管線11、12順序相通連。高壓低溫液態(tài)儲罐4頂部與低溫膨脹機組6、低溫換熱器3、蓄冷器2經(jīng)管線13、15、16順序相通連。管線13中設(shè)有調(diào)節(jié)閥門14。高壓低溫液態(tài)儲罐4與自增壓器5經(jīng)管線18相通連，管線18上有調(diào)節(jié)閥門19。高壓低溫液態(tài)儲罐4、蓄冷器2、蓄熱/換熱器7、主膨脹機組8經(jīng)管線20、 22,23相通連。主膨脹機組8的氣體出口管線25通大氣。[0045]儲能時，低溫膨脹機組6帶動低壓壓縮機組I'，空氣A進入低壓壓縮機組I'壓縮至一定壓力，低谷(低價)電驅(qū)動電機9帶動高壓壓縮機組I，將初級壓縮的空氣壓縮至常溫高壓狀態(tài)，高壓壓縮機組I出口空氣通過管線10進入蓄冷器2，被蓄冷介質(zhì)冷卻至接近液化溫度或液化溫度以下。出蓄冷器2的低溫高壓空氣經(jīng)低溫換熱器3吸收進一步降溫，得到高壓液化空氣，經(jīng)管線12進入高壓低溫液體儲罐4中。同時，管線13上的閥門14開啟， 高壓低溫液體儲罐4上部的低溫高壓氣體經(jīng)管線13進入低溫膨脹機組6，膨脹后溫度進一步降低，經(jīng)低溫換熱器3換熱后，進入蓄冷器2，剩余冷能被蓄冷換熱器吸收后經(jīng)管線17后排空。低溫膨脹機組6帶動低壓壓縮機組I'用于回收低溫膨脹機組6所做的功。在一定的總流量和壓力條件下，使用該結(jié)構(gòu)可以減小驅(qū)動電機9的功耗，進而提高儲能系統(tǒng)運行效率。[0046]釋能時，打開閥門19與21，自增壓器5將來自高壓低溫儲罐4的液態(tài)空氣增壓到一定壓力后，由管線20輸送至蓄冷器2與蓄冷介質(zhì)換熱并氣化，同時回收冷量，出蓄冷器2 的高壓空氣再經(jīng)由管線22進入蓄熱/換熱器7進一步升溫，溫度升高后的高壓空氣通過管線23注入主膨脹機組8膨脹做功。[0047]一般情況下，儲能與釋能過程不同時運行，儲能時，壓縮機組工作，主膨脹機組8 關(guān)停，閥門21關(guān)閉，蓄冷器2釋放冷量，將高壓空氣冷卻至低溫。自增壓器5關(guān)停，閥門19 關(guān)閉。低溫膨脹機組6工作，閥門14開啟。釋能時則相反，壓縮機組關(guān)停，低溫膨脹機組6 關(guān)停，閥門14關(guān)閉。自增壓器5工作，閥門19開啟。主膨脹機組8工作，閥門21開啟，蓄冷器2回收、儲存冷量，同時高壓液態(tài)空氣升溫，蓄熱/換熱器7則釋放熱能，進一步提升高壓空氣溫度。另外，外界熱量則可以隨時經(jīng)由管線26進入蓄熱/換熱器7進行儲存。[0048]實施例2[0049]圖2是本實用新型的存儲與釋放壓縮熱的高效高壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)的實施例2，其主體結(jié)構(gòu)與實施例I相同，高壓壓縮機組I產(chǎn)生溫度較高的高壓空氣經(jīng)蓄熱/換熱器7降溫后進入蓄冷器2，蓄熱/換熱器7主要存貯與釋放壓縮空氣的壓縮熱。[0050]儲能時，高壓壓縮機組I出口高壓空氣首先進入蓄熱/換熱器7，空氣被壓縮產(chǎn)生的熱量被蓄熱材料吸收，同時高壓空氣的溫度降至常溫。出蓄熱/換熱器7的常溫高壓空氣依次進入蓄冷器2，低溫換熱器3液化后保存在高壓液態(tài)儲罐4中。而在釋能階段，出蓄冷器2的常溫高壓空氣進入蓄熱/換熱器7吸收熱量，加熱至高溫后進入主膨脹機組8膨脹做功。[0051]實施例3[0052]圖3是本實用新型的高效高壓液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)與太陽能熱發(fā)電或工業(yè)余熱利用相結(jié)合的實施例3，其主體結(jié)構(gòu)與實施例2相同，另增加了與太陽能集熱器或工業(yè)余熱管道的連接部分。來自太陽能集熱器或工業(yè)余熱的高溫流體通過管線26進入高溫蓄熱/換熱器7"，在高溫蓄熱/換熱器7"中高溫流體放熱降溫。而出蓄熱/換熱器7'的主高壓空氣在高溫蓄熱/換熱器7"中被加熱至高溫，然后經(jīng)過管線23進入主膨脹機組8膨脹做功。[0053]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種高效高壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)，包括低壓壓縮機組(r )、高壓壓縮機組(I)、蓄冷器(2)、低溫換熱器(3)、高壓低溫儲罐(4)、低溫膨脹機組(6)、蓄熱/換熱器(7，T )>主膨脹機組(8)、驅(qū)動單元(9)、發(fā)電機(24)，其特征在干， 所述儲能/釋能系統(tǒng)包括高效儲能子系統(tǒng)和釋能子系統(tǒng) 所述高效儲能子系統(tǒng)中，所述低壓壓縮機組(廣)、高壓壓縮機組(I)、蓄冷器(2)、低溫換熱器(3)、高壓低溫儲罐(4)的底部液體側(cè)經(jīng)管線(10'、10、11、12)依次順序聯(lián)通，所述高壓低溫儲罐(4)的頂部氣體側(cè)、低溫膨脹機組(6)、低溫換熱器(3)、蓄冷器(2)經(jīng)管線(13、15、16、17)依次順序聯(lián)通，且所述低溫膨脹機組(6)和高壓低溫儲罐(4)之間的管線(13)上設(shè)有調(diào)節(jié)閥門I (14);所述低溫膨脹機組(6)驅(qū)動低壓壓縮機組(I')； 所述釋能子系統(tǒng)包括自增壓単元和做功単元，其中，所述自增壓單元包括自增壓器(5)，所述自增壓器(5) —端連接所述高壓低溫儲罐(4)的底部液體側(cè)，另一端連接所述高壓低溫儲罐(4)的頂部氣體側(cè)，且所述自增壓器(5)和高壓低溫儲罐(4)的底部液體側(cè)之間的管線上設(shè)有調(diào)節(jié)閥門II (19);所述做功単元中，所述高壓低溫儲罐(4)的底部液體側(cè)、蓄冷器(2)、蓄熱/換熱器(7，7')、主膨脹機組(8)經(jīng)管線(20、22、23)依次連接，所述高壓低溫儲罐(4)的底部液體側(cè)和蓄冷器(2)之間的管線(20)上設(shè)有調(diào)節(jié)閥門111(21)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效高壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)，其特征在于所述高壓低溫儲罐(4 )，為高壓杜瓦儲罐或高壓低溫儲槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效高壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)，其特征在于所述自增壓器(5)由金屬盤管或翅片管制成，加熱介質(zhì)為水或空氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效高壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)，其特征在于所述驅(qū)動単元(9)，為驅(qū)動電機或風カ機；當所述驅(qū)動単元(9)為驅(qū)動電機時，是以常規(guī)電站低谷電、核電、風電、太陽能發(fā)電、水電或潮汐發(fā)電其中的一種或多種作為電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一項所述的高效高壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)，其特征在于所述蓄熱/換熱器(7)通過管線(26)與太陽能集熱器或エ業(yè)余熱/廢熱流體相通連，形成載熱循環(huán)回路。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一項所述的高效高壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)，其特征在于所述高效儲能子系統(tǒng)中，所述壓縮機組(I)產(chǎn)生的高壓空氣經(jīng)所述蓄熱/換熱器(7，)冷卻后進入蓄冷器(2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高效高壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)，其特征在于所述釋能子系統(tǒng)中還包括高溫蓄熱/換熱器(7")，經(jīng)所述蓄熱/換熱器(7')加熱后的高壓空氣通過所述高溫蓄熱/換熱器(7〃)后進入所述主膨脹機組(8)，所述高溫蓄熱/換熱器(7〃 )為余熱/廢熱換熱器，通過管線(26)與太陽能集熱器或エ業(yè)余熱/廢熱流體相通連。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一項所述的高效高壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)，其特征在于還包括集成在所述低壓壓縮機組(Γ )、高壓壓壓縮機組(I)和/或蓄冷器(2)中的空氣凈化與純化設(shè)備。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一項所述的高效高壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)，其特征在于所述的低壓壓縮機組(I')、高壓壓縮機組(I)、主膨脹機組(8)和/或低溫膨脹機組(6)，是活塞式、軸流式、向心式、螺桿式或混合式。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一項所述的高效高壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)，其特征在干所述蓄熱/換熱器(7)，其蓄熱形式是顯熱、潛熱或化學反應熱中的ー種或幾種，其換熱形式是高壓空氣直接接觸蓄熱材料或者通過換熱器與蓄熱材料換熱；其采用的蓄熱介質(zhì)是水、石蠟、生物質(zhì)油、無機類結(jié)晶水合鹽、熔融鹽、金屬及其合金、有機類脂肪酸、石頭、巖石或混凝土 ，蓄熱介質(zhì)儲存在絕熱容器中；和/或， 所述的蓄冷器(2)，其蓄冷形式是顯熱蓄冷或固液相變蓄冷中的一種或組合；其換熱形式是高壓液態(tài)空氣在蓄冷器中與蓄冷介質(zhì)直接接觸換熱或非直接接觸換熱，采用的顯熱蓄冷介質(zhì)是密封冰球、沙礫、混凝土、或鋁帶盤，蓄冷介質(zhì)存儲在絕熱容器中。
專利摘要本實用新型公開了一種高效高壓液態(tài)空氣儲能/釋能系統(tǒng)，包括高效儲能子系統(tǒng)和釋能子系統(tǒng)高效儲能子系統(tǒng)中，低壓壓縮機組(1′)、高壓壓縮機組(1)、蓄冷器(2)、低溫換熱器(3)、高壓低溫儲罐(4)、低溫膨脹機組(6)、低溫換熱器(3)、蓄冷器(2)依次順序聯(lián)通；低溫膨脹機組(6)驅(qū)動低壓壓縮機組(1′)；釋能子系統(tǒng)包括自增壓單元(5)和做功單元，高壓低溫儲罐(4)、蓄冷器(2)、蓄熱/換熱器(7)、主膨脹機組(8)依次連接，所述主膨脹機組(8)驅(qū)動發(fā)電機(24)。本實用新型的儲能/釋能系統(tǒng)具有能量密度高、效率高、發(fā)電階段不耗功耗電、適用于各種電站、不產(chǎn)生溫室氣體、可回收中低溫廢熱等優(yōu)點。
文檔編號F02C6/16GK202811079SQ20122037090
公開日2013年3月20日 申請日期2012年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月29日
發(fā)明者王亮, 陳海生, 劉金超, 盛勇, 張新敬, 譚春青 申請人:中國科學院工程熱物理研究所