一种空气储能系统及方法与流程

本发明属于物理储能领域，涉及一种空气储能系统及方法。

背景技术：

1、随着新能源大规模利用，储能已成为全球能源转型进程中不可或缺的环节。尤其在大规模新能源基地等场景下，更需要大规模、长时、高效、低成本储能技术支撑。在众多储能技术中，普遍认为压缩空气储能系统显然是最具竞争力的大规模电力储能技术路线之一。现有压缩空气储能技术，系统释能过程压力逐渐降低，滑压运行模式导致系统效率较低；且储能系统在较低压力下无法完成释能，导致储气室容量利用率较低，大大推高了压缩空气气室规模，导致项目投资成本居高不下。投资成本和系统效率严重制约了大规模压缩空气储能技术的推广应用。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种空气储能系统及方法，一方面利用低温熔盐配套电加热器为压缩空气储能系统提供外界热源，提高储能能量密度，降低单位千瓦储能所需储气室体积。另一方面配套了高低温透平膨胀机，提升系统热量利用率高于90％，大大提升了压缩空气储能系统效率，也缩小压缩空气储气室建设规模，降低储气室投资成本。整个储能系统和方法具备系统简单、易实现、效率高及成本低等特点。

2、本发明的技术方案是，一种空气储能系统，其特征是，压缩机与低温熔盐罐管路连接，低温熔盐罐与水源冷却器管路连接，水源冷却器与储气室管路连接，储气室与一级水源加热器和二级水源加热器同时管路连接，一级水源加热器与高温熔盐罐管路连接，高温熔盐罐与高温透平膨胀机管路连接，二级水源加热器与低温透平膨胀机管路连接；水源冷却器与蓄热罐管路联通；蓄热罐与一级水源加热器管路连接并形成回路，蓄热罐与二级水源加热器管路连接并形成回路；在低温熔盐罐2和高温熔盐罐之间的管路并联有电加热器和熔盐泵，低温熔盐罐、高温熔盐罐、电加热器和熔盐泵组成回路。

3、进一步地，在电加热器和熔盐泵两端的管路上均设有电磁阀。

4、进一步地，在蓄热罐与一级水源加热器的回路管路上设有两个电磁阀。

5、进一步地，在蓄热罐与二级水源加热器的回路管路上设有两个电磁阀。

6、进一步地，在压缩机与低温熔盐罐之间的管路上设有电磁阀；在低温熔盐罐与水源冷却器之间的管路上设有电磁阀；在水源冷却器与储气室之间的管路上设有电磁阀。

7、进一步地，在储气室与一级水源加热器和二级水源加热器同时连接的管路上设有电磁阀。

8、进一步地，在一级水源加热器与高温熔盐罐之间的管路上设有电磁阀；在高温熔盐罐与高温透平膨胀机之间的管路上设有电磁阀；在二级水源加热器与低温透平膨胀机之间的管路上设有电磁阀。

9、本发明一种空气储能系统及方法，主要有以下有益效果：

10、一、本发明实现了空气储能配套电加热熔盐换热系统及高、低温透平，即解决了传统压缩空气储能系统效率低的问题，提升了储能密度及储能效率，提升了系统的响应速率。一方面大大提高了压缩空气储能系统效率，另一方面大大减少了单位千瓦时储能所需储气室容积大小，解决制约压缩空气储能投资成本高的问题。

11、二、目前压缩空气储能过程，产生的压缩热未充分利用，造成系统循环过程中效率偏低。本发明充分挖掘系统内的压缩热及高温热源，配套高、低温透平膨胀机，将系统能量利用率达到90％以上，实现系统热量基本全利用的特点，提升系统的综合效率达到85％以上。

技术特征：

1.一种空气储能系统，其特征是，压缩机(1)与低温熔盐罐(2)管路连接，低温熔盐罐(2)与水源冷却器(3)管路连接，水源冷却器(3)与储气室(4)管路连接，储气室(4)与一级水源加热器(6)和二级水源加热器(10)同时管路连接，一级水源加热器(6)与高温熔盐罐(7)管路连接，高温熔盐罐(7)与高温透平膨胀机(8)管路连接，二级水源加热器(10)与低温透平膨胀机(11)管路连接；水源冷却器(3)与蓄热罐(5)管路联通；蓄热罐(5)与一级水源加热器(6)管路连接并形成回路，蓄热罐(5)与二级水源加热器(10)管路连接并形成回路；在低温熔盐罐(2)和高温熔盐罐(7)之间的管路并联有电加热器(9)和熔盐泵(12)，低温熔盐罐(2)、高温熔盐罐(7)、电加热器(9)和熔盐泵(12)组成回路。

2.如权利要求1所述的空气储能系统，其特征是，在电加热器(9)和熔盐泵(12)两端的管路上均设有电磁阀。

3.如权利要求1所述的空气储能系统，其特征是，在蓄热罐(5)与一级水源加热器(6)的回路管路上设有两个电磁阀。

4.如权利要求1所述的空气储能系统，其特征是，在蓄热罐(5)与二级水源加热器(10)的回路管路上设有两个电磁阀。

5.如权利要求1所述的空气储能系统，其特征是，在压缩机(1)与低温熔盐罐(2)之间的管路上设有电磁阀；在低温熔盐罐(2)与水源冷却器(3)之间的管路上设有电磁阀；在水源冷却器(3)与储气室(4)之间的管路上设有电磁阀。

6.如权利要求1所述的空气储能系统，其特征是，在储气室(4)与一级水源加热器(6)和二级水源加热器(10)同时连接的管路上设有电磁阀。

7.如权利要求1所述的空气储能系统，其特征是，在一级水源加热器(6)与高温熔盐罐(7)之间的管路上设有电磁阀；在高温熔盐罐(7)与高温透平膨胀机(8)之间的管路上设有电磁阀；在二级水源加热器(10)与低温透平膨胀机(11)之间的管路上设有电磁阀。

技术总结
本发明公开了一种空气储能系统及方法，一方面利用低温熔盐配套电加热器为压缩空气储能系统提供外界热源，提高储能能量密度，降低单位千瓦储能所需储气室体积。另一方面配套了高低温透平膨胀机，提升系统热量利用率高于90％，大大提升了压缩空气储能系统效率，也缩小了压缩空气储气室建设规模，降低储气室投资成本。整个储能系统和方法具备系统简单、易实现、效率高及成本低等特点。

技术研发人员：王江博,李会军,韩忠珍,刘明,孙永康,张亚雄,刘展,杨大锚
受保护的技术使用者：华能铜川照金煤电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14