[发明专利]一种尾气回冷的压缩空气储能系统

说明书

本发明涉及能源利用领域，公开了一种尾气回冷的压缩空气储能系统，其包括空气管路，包括依次连接的空气压缩机、冷却器、储气室、回热器、透平膨胀机；热量循环管路，包括依次连接的低温回热储罐和高温回热储罐，冷却器和回热器设置在循环管路上，空气管路和热量循环管路分别通过冷却器和回热器进行热传递；蓄冷器，包括壳体以及蓄冷侧空气流道和回冷侧空气流道，壳体内填充有蓄冷介质，回冷侧空气流道串联在空气管路上并位于冷却器和储气室之间，蓄冷侧空气流道入口与透平膨胀机排气口连通。本发明的压缩空气储能系统能够对透平膨胀机尾气中的冷量进行回收储存，避免能量的浪费，并用于降低储气室储气温度，以提升有效储气量。

技术领域

本发明涉及能源利用技术领域，尤其涉及一种尾气回冷的压缩空气储能系统。

背景技术

储能尤其是电能的存储对能源结构优化和电网运行调节具有重大意义。压缩空气储能系统是一种新型蓄能蓄电技术。1978年，德国建成世界第一座示范性压缩空气蓄能电站，紧跟其后的是美国、日本和以色列。压缩空气储能发电系统的工作原理与抽水蓄能相类似，当电力系统的用电处于低谷时，系统储能，利用系统中的富余电量，压缩机驱动空气压缩机以压缩空气，把能量以压缩空气的形式储存在储气装置中；当电力系统用电负荷达到高峰发电量不足时，系统释能，储气装置将储气空间内的压缩空气释放出来，带动发电机发电，完成了电能—空气势能—电能的转化。然而目前的压缩空气储能系统中储气室的容积效率较低，且能源利用效率较低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种尾气回冷的压缩空气储能系统，其能够对透平膨胀机低温尾气中的冷量进行回收和储存，以降低系统的能量损失，同时避免了系统对环境排放废弃冷量所可能存在的不利影响；并降低了储气室的进气温度，从而降低整体储气温度，以提升系统的有效储气量，进一步提升系统整体能源利用效率。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种尾气回冷的压缩空气储能系统，其包括：

空气管路，所述空气管路包括依次连接的空气压缩机、冷却器、储气室、回热器、透平发电机组中的透平膨胀机；

热量循环管路，所述热量循环管路包括依次连接构成循环管路的低温回热储罐和高温回热储罐，所述冷却器和所述回热器设置在所述热量循环管路上，其中所述冷却器设置在所述低温回热储罐的出口端和所述高温回热储罐的入口端之间，所述回热器设置在所述高温回热储罐的出口端和所述低温回热储罐的入口端之间，所述空气管路和所述热量循环管路分别通过所述冷却器和所述回热器进行热传递；

蓄冷器，所述蓄冷器包括壳体以及位于所述壳体内的蓄冷侧空气流道和回冷侧空气流道，所述壳体内且在所述蓄冷侧空气流道和所述回冷侧空气流道的外部填充有蓄冷介质，所述回冷侧空气流道串联在所述空气管路上并位于所述冷却器和所述储气室之间，所述蓄冷侧空气流道的入口与所述透平膨胀机的排气口连通，所述蓄冷侧空气流道的出口与外界环境连通；

第一控制阀门和第二控制阀门，所述第一控制阀门设置在所述储气室和所述回冷侧空气流道之间，所述第二控制阀门设置在所述储气室和所述回热器之间。

其中，所述空气压缩机在电网负荷低谷或有可再生能源电力消纳需求时启动，从大气中吸气并产生高温高压气体。

其中，所述储气室在电网或用户存在供电需求时开始释放所存储的常温高压气体。

(三)有益效果