[发明专利]一种用于燃煤机组液态压缩空气储能的汽电双驱发电系统

说明书

本发明公开了一种用于燃煤机组液态压缩空气储能的汽电双驱发电系统，包括燃煤发电机组、液化空气储能发电系统、汽电双驱及发电系统等。空气压缩机由纯凝小汽轮机和电动机共同驱动，双动力源配置方案大大提升了压缩空气储能系统的运行安全可靠性；电动机兼顾电能输入和电能输出的双重功能，与空气膨胀机通过齿轮箱‑离合器实现同轴连接。与传统压缩空气储能的分散式配置相比，本发明的驱动小汽轮机、空气压缩机、电动机和空气膨胀机通过3组齿轮箱‑离合器实现同轴顺列连接，系统紧促，安全可靠性高，降低设备投资。

【技术领域】

本发明属于热能发电技术领域，涉及一种用于燃煤机组液态压缩空气储能的汽电双驱发电系统。

【背景技术】

目前，光伏、风电累计装机容量分别达到2.05、2.1亿千瓦，占总装机容量(20.1亿千瓦)的10.2％和10.4％；年总发电量分别达到2243、4057亿千瓦时，占年总发电量(73253亿千瓦)的3％和5.5％，发电量占比明显小于装机容量占比，表明新能源电力仍存在较大的废弃情况。新能源电力未来将大幅快速发展，要求火电机组在当前基础上进一步挖掘调峰潜力。具备波动性及间歇性特点的可再生能源电能大规模并网，对电网削峰填谷、安全稳定运行水平提出了更高要求。建设大规模储能装置，提升电力系统运行灵活性及安全性，是解决新能源高比例消纳问题的有效途径。

现有储能技术主要有抽水蓄能、压缩空气储能、电化学储能。抽水蓄能技术成熟，效率较高，但存在地理位置限制等问题，难以大规模推广；电化学电池储能技术响应快、体积小、建设周期短，但存在整体寿命短、工业污染大等缺点。液态压缩空气储能技术具有寿命长、环境污染小、运行维护费用低等特点，具备规模化推广应用潜力。

目前公开报道的液态压缩空气储能系统均应用于电网侧，储能流程的核心设备空气压缩机采用电动机驱动，为单一动力源，系统安全可靠性存在一定隐患。释能流程的空气膨胀机配置发电机。从能量储-放的整体流程来看，现有系统存在设备配置分散，投资较大；关键设备动力源单一，存在一定安全隐患。

【发明内容】

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种用于燃煤机组液态压缩空气储能的汽电双驱发电系统，通过设置3组齿轮箱-离合器将驱动小汽轮机、空气压缩机、电动机和空气膨胀机实现同轴顺列连接，系统紧促，安全可靠性高，降低设备投资。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种用于燃煤机组液态压缩空气储能的汽电双驱发电系统，包括：

燃煤发电机组，所述燃煤发电机组包括锅炉、汽轮机组以及凝结水加热系统，所述汽轮机组驱动发电机发电；汽轮机组的排汽经冷却后，经过凝结水加热系统加热后进入锅炉；

液化空气储能发电系统，所述液化空气储能发电系统包括空气压缩机，所述空气压缩机由纯凝汽轮机驱动，空气压缩机的出口连接制冷膨胀机，制冷膨胀机的出口连接气液分离器，气液分离器的液体出口连接液化空气存储装置；

汽电双驱及发电系统，所述汽电双驱及发电系统包括电动机，电动机的一侧与空气压缩机的转轴相连，另一侧与空气膨胀机的转轴相连；空气膨胀机的进汽口通过升压泵、空气加热器与液化空气存储装置相连。

本发明进一步的改进在于：

所述汽轮机组包括同轴设置的高压缸、中压缸和低压缸，低压缸与发电机转轴相连；低压缸的排汽连接凝结水加热系统。

所述凝结水加热系统包括凝汽器，所述凝汽器的入口连接低压缸的排汽口，出口依次连接凝结水泵、低压加热器组、给水泵和高压加热器组，高压加热器组的出口与锅炉相连。

所述凝汽器的冷源来自冷却水塔，冷却水塔的循环水管道上设置有循环水泵。