[发明专利]多能联供的压缩空气储能系统

说明书

本发明涉及储能领域，提供了一种多能联供的压缩空气储能系统。该系统包括多级压缩机、多级冷却器、多级膨胀机、多级回热器、高压供热器和低压供热器；相邻的各级压缩机通过级间冷却器连通，末级压缩机通过高压供热器与储气室的进口连通；储气室的出口通过初级回热器与初级膨胀机的进口连通，相邻的各级膨胀机通过级间回热器连通；级间冷却器的低温侧进、出口分别与蓄冷器和蓄热器连通；级间回热器和初级回热器的高温侧进口均与蓄热器连通，级间回热器的高温侧出口通过低压供热器与蓄冷器连通，初级回热器的高温侧出口与蓄冷器连通。本发明不仅能实现冷、热、电、气联供，而且还能实现不同品位热能的阶梯利用、满足负荷的动态变化。

技术领域

本发明涉及储能技术领域，具体涉及一种多能联供的压缩空气储能系统。

背景技术

分布式能源系统(Distributed Energy System，简称DES)在许多国家和地区已经发展成一种成熟的能源综合利用技术。DES因具有梯级利用、能源利用效率高、环境友好、供应安全可靠、靠近用户等特点受到各国政府、企业界的广泛关注和青睐。DES的一种重要形式为冷热电三联供(Combined Cooling heating and power，简称CCHP)。

目前，小型多能联供系统例如CCHP在运行时其能量供应和需求具有差异。而产生上述差异的情况可分为两种：一种是由能量需求变化引起的，即外界的需求量超过供应量；另一种由能量供应侧引起的，即外界的供应量超过需求量。但是，现有的多能联供系统缺乏储能支撑，当负荷超出供应时无法起到调节或者缓冲作用，当需求量超过供应量时也不能实现能量的供应均衡。因此，现有的多能联供系统在应对用户侧的负荷需求变化时效率会明显下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种多能联供的压缩空气储能系统，以实现分布式能源系统中的多能联供与储能。

为实现上述目的，本发明提供了一种多能联供的压缩空气储能系统，该系统包括多级压缩机、多级冷却器、多级膨胀机、多级回热器、高压供热器、低压供热器、蓄冷器和蓄热器；相邻的各级压缩机通过级间冷却器的高温侧连通，末级压缩机通过所述高压供热器的高温侧与储气室的进口连通；所述储气室的出口通过初级回热器的低温侧与初级膨胀机的进口连通，相邻的各级膨胀机通过级间回热器的低温侧连通；所述级间冷却器的低温侧进口与所述蓄冷器的出口连通、低温侧出口与所述蓄热器的进口连通；所述级间回热器和所述初级回热器的高温侧进口均与所述蓄热器的出口连通，所述级间回热器的高温侧出口与所述低压供热器的高温侧进口连通，所述低压供热器和所述初级回热器的高温侧出口均与所述蓄冷器的进口连通；所述高压供热器和所述低压供热器的低温侧均与外部热负荷连通，末级膨胀机的出口与外部冷负荷连通，所述储气室的出口与外部压缩空气供应管路连通。

其中，所述蓄热器通过外部热负荷与所述蓄冷器连通。

其中，所述级间冷却器包括多个依次串联的换热器，相邻的两个换热器之间通过气液分离器连通。

其中，还包括备用蓄冷器，所述末级膨胀机的出口与所述备用蓄冷器连通。

其中，除所述末级压缩机以外的各级压缩机均定速运行，除所述末级压缩机以外的各级压缩机的排气温度均为200～500℃。

其中，所述末级压缩机变速运行，所述末级压缩机的排气温度不超过150℃。

其中，所述末级压缩机的排气压力范围为4MPa～12Mpa。

其中，所述末级膨胀机的排气温度为0～10℃。

其中，除所述末级压缩机之外的各级压缩机的设计排气温度相同，所述蓄热器的蓄热温度等于所述级间冷却器低温侧的最大排气温度，所述初级膨胀机的进气温度等于所述初级回热器低温侧的最大排气温度。