[发明专利]一种液态空气储能装置

说明书

本发明涉及一种液态空气储能装置，包括：压缩系统、空气液化和储存系统、液态空气产品生产系统和膨胀发电系统，空气液化和储存系统的入口与压缩系统的出口连接，空气液化和储存系统出口与液态空气产品生产系统和膨胀发电系统的入口连接，空气液化和储存系统用于将所述压缩系统产生的高压气态空气降温液化，进行储存液态空气，并进行空气分离，液态空气产品生产系统的出口与产品储罐相连，用于将所述液态空气产品作为气体产品生产，膨胀发电系统的出口与仪表生产系统相连，用于发电，本装置实现了对电网的调峰调频，提高电网运行的经济性，保证电网的安全运行，实现能源的综合利用，并且达到资源能源利用的最优化。

技术领域

本发明涉及液态空气储能技术领域，具体涉及一种液态空气储能装置。

背景技术

目前大规模应用的储能技术有抽水蓄冷、空气储能以及电池储能，这几种技术成本相对其它储能技术较低，且能够实现较长时间和大容量储能。抽水蓄能是当前最为成熟的大规模储能技术，具有效率高，储能容量大，设备技术成熟等优势，但同时受到蓄水池选址难的限制，阻碍了其在广大地区的推广应用；电池储能在小规模分散式应用中前景广阔，在科研方面也有很多新技术在发展，但是由于其全寿命周期成本高，生产及后续处理存在环境污染等问题，目前在大规模使用上仍存在制约。

空气储能应用和研究比较广泛的是压缩空气储能和液态空气储能，压缩空气储能以空气内能形式进行能量储存，可以使用多种类型的储存方式，包括地下盐洞和高压气体储罐等，但由于压缩空气储能通常需要大容积存储空间，这直接限制了压缩空气储能的进一步发展；而液态空气储能虽然解决了储存空间的问题，但仍然存在一些缺陷：其一，压缩机出口的气态空气在液化中必须利用外部冷源进行冷量补充，增加了系统的投资的同时降低了系统的独立运行能力，在特定场景运行十分不便；其二，常规的液态空气储能系统，采用直接将液态空气汽化后进入透平膨胀做功的工艺流程，对空气中性价比较高的氧气以及稀有气体氩气未进行分离；其三，现有的液态空气储能工艺流程中的空气为纯化过滤后的洁净空气，但膨胀做功后的乏汽采用直接排放；上述液态空气储能的缺陷造成了资源和能源的浪费，且增加了系统的投资。

同时，现有液态空气储能只能满足用户对电能储存的需求，而对于某些特定的厂区，如对电和气同时有需求的客户，必须分别修建电和气储能系统来满足客户的需求，增加了成本和能源的消耗。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种液态空气储能装置。

本发明提供的技术方案是：

一种液态空气储能装置，其特征在于：包括：压缩系统(100)、空气液化和储存系统(200)、液态空气产品生产系统(300)和膨胀发电系统(400)；

所述空气液化和储存系统(200)的入口与所述压缩系统(100)的出口连接；所述空气液化和储存系统(200)出口与液态空气产品生产系统(300)和膨胀发电系统(400)的入口连接，所述空气液化和储存系统(200)用于将所述压缩系统(100)产生的高压气态空气降温液化，进行储存液态空气，并进行空气分离；

所述液态空气产品生产系统(300)的出口与产品储罐相连，用于将所述液态空气产品作为气体产品生产；

所述膨胀发电系统(400)的出口与仪表生产系统相连，用于发电。

优选的，所述空气液化和储存系统(200)包括：汽液分离器(204)、液态空气储罐(205)、冷量自平衡装置(202)和液化器(203)；所述液化气(203)包括A侧通道和C侧通道；

所述汽液分离器(204)的液体出口与液态空气储罐(205)的入口连接，所述汽液分离器(204)的气体出口与液化器(203)C侧通道入口相连，形成返流气释冷通道；