[实用新型]一种基于火电厂煤场的重力压缩空气储能系统

说明书

本实用新型公开了一种基于火电厂煤场的重力压缩空气储能系统，系统中煤场承重板与储气室上端密封连接；一、二级压缩机输入端连接有电动机，一级压缩机的出口与第一级间换热器的热进口连接，第一级间换热器的热出口与二级压缩机的入口连接；二级压缩机的出口与第一级后换热器热进口连接，第一级后换热器的热出口与储气室连通；一、二级膨胀机的输出端连接有发电机，储气室出口与第二级前换热器的冷入口连接；一级膨胀机的进口与级第二前换热器的冷出口连接，一级膨胀机的出口与第二级间换热器冷入口连接，二级膨胀机的入口与级间换热器的冷出口连接；储热罐及储冷罐进出口与这几个换热器相连。本实用新型耦合了重力和压缩空气两种储能技术。

技术领域

本实用新型属于能量存储技术领域，具体涉及一种基于火电厂煤场的重力压缩空气储能系统。

背景技术

近年来，随着全球能源结构加速往可再生能源转型及我国双碳目标的提出，新能源正逐步向主力电源发展，据估算，2060年清洁能源发电量比重预计可达93％。高比例可再生能源对电网调节灵活性提出了更高的要求，储能系统需求缺口巨大。另一方面，未来将有大批低参数小火电面临着逐步被关停淘汰的命运，而高参数大火电机组则面临着深度调峰和灵活性运行等问题。

目前大规模应用的储能技术主要为抽水蓄能、压缩空气储能、电化学储能和重力储能等。电化学储能由于安全性较差，近年来锂电池储能电站事故频发；抽水蓄能受地理条件限制大且对生态环境有不可预测的影响；重力储能系统的储能效率高、响应速度快、建设成本低、运行时间长，但其能量密度较低、建设规模过大，目前暂无商业应用。传统压缩空气储能系统的储能容量大、能量密度高、建设和运行成本低、运行时间长，但其效率较低、受地理条件限制较大，在火电厂难以应用。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供了一种基于火电厂煤场的重力压缩空气储能系统，该系统及方法耦合了两种储能技术并与火电厂进行了有机结合，具有储能能量密度高和布置灵活的特点，可以实现火电厂灵活性运行，增强电网消纳可再生能源同时的调节灵活性。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于火电厂煤场的重力压缩空气储能系统，包括一级压缩机、二级压缩机、一级膨胀机、二级膨胀机、第一级间换热器、第一级后换热器、第二级前换热器、第二级间换热器、储热罐、储冷罐以及火电厂煤场重力压缩空气储能单元；

火电厂煤场重力压缩空气储能单元包括储气室和用于放置原煤堆垛的煤场承重板，煤场承重板与储气室上端密封连接，且煤场承重板能够相对储气室上下移动；

一级压缩机和二级压缩机的动力输入端连接有电动机，一级压缩机的出口通过气体管路与第一级间换热器的热进口连接，第一级间换热器的热出口通过气体管路与二级压缩机的入口连接；二级压缩机的出口通过管路与第一级后换热器热进口连接，第一级后换热器的热出口与储气室连通；

二级膨胀机和一级膨胀机的动力输出端连接有发电机，储气室出口通过管路与第二级前换热器的冷入口连接，且该管路上设有调压阀；一级膨胀机的进口与级第二前换热器的冷出口连接，一级膨胀机的出口与第二级间换热器冷入口连接，二级膨胀机的入口与级间换热器的冷出口连接；

第一级间换热器和第一级后换热器的冷出口均与储热罐的入口连接，第一级间换热器和第一级后换热器的冷入口均与储冷罐的出口连接；

第二级前换热器和第二级间换热器的热进口均与储热罐的出口连接，第二级前换热器和第二级间换热器的热出口均与储冷罐的入口连接。

优选的，火电厂煤场重力压缩空气储能单元包括若干个储气室，每个储气室对应设置一个煤场承重板。

优选的，储气室上端的边缘以及煤场承重板的边缘均设有挡煤板，挡煤板上开设有门。

优选的，储气室与煤场承重板形成气缸-活塞系统，储气室的内壁与煤场承重板的外壁之间设有密封装置。