[发明专利]一种压缩空气储能耦合热泵的冷电氢联产系统及运行方法

权利要求书

1.一种压缩空气储能耦合热泵的冷电氢联产系统，其特征在于，包括无坝抽水压缩空气储能单元、甲醇裂解制氢单元和热泵单元；无坝抽水压缩空气储能单元包括依次连接的压气机(1)、蓄热容器(2)、高压储气室(4)、第一换热器(6)、三罐释能模块(7)、第二换热器(14)、中压水气共容仓(9)、抽蓄一体水轮机(10)和地表蓄水池(11)，三罐释能模块(7)经第二换热器(14)与中压水气共容仓(9)的气体入口相连，水气共容仓(9)的气体出口经阀门与压气机(1)的入口相连，三罐释能模块(7)经循环水泵(21)与蓄热容器(2)冷侧入口相连，蓄热容器(2)的冷侧出口与三罐释能模块(7)相连；甲醇裂解制氢单元中设置甲醇裂解器(16)，甲醇裂解器(16)耦合热泵单元，热泵单元向甲醇裂解器(16)放热；

三罐释能模块(7)包括水气罐组、水轮机组以及循环储油罐组；水气罐组包括第一水气罐(710)、第二水气罐(714)和第三水气罐(717)；第一水气罐(710)、第二水气罐(714)与第三水气罐(717)中均设置密封式隔热板，密封式隔热板上方为容纳油气空间，密封式隔热板下方为容水空间；第一水气罐(710)、第二水气罐(714)和第三水气罐(717)顶部均设置进气口、排气口、导热油出口和导热油入口，进气口和排气口分别连通第一换热器(6)和第三换热器(8)，导热油出口和导热油入口连通储油罐组的入口和出口；第一水气罐(710)、第二水气罐(714)和第三水气罐(717)的底部两两之间通过管道连通，所述管道上设置水轮机组(724)。

2.根据权利要求1所述的压缩空气储能耦合热泵的冷电氢联产系统，其特征在于，甲醇裂解制氢单元包括依次连接的甲醇液罐(12)、甲醇泵(13)、甲醇裂解器(16)、一氧化碳燃烧室(17)及二氧化碳吸收装置(18)，甲醇泵(13)出口与第二换热器(14)冷侧入口相连，第二换热器(14)冷侧出口与甲醇裂解器(16)入口相连，一氧化碳燃烧室(17)出口与第一换热器(6)热侧入口相连，第一换热器(6)的热侧出口连接二氧化碳吸收装置(18)；热泵单元包括热泵单元(15)、送风机(19)及第三换热器(8)，热泵单元(15)的热流体出口与甲醇裂解器(16)的热侧入口相连，甲醇裂解器(16)热侧出口与第三换热器(8)热侧入口相连，第三换热器(8)热侧出口与热泵单元(15)的冷侧入口相连，送风机(19)出口与第三换热器(8)的冷侧入口相连，第三换热器(8)的冷侧出口与一氧化碳燃烧室(17)的空气入口相连。

3.根据权利要求1所述的压缩空气储能耦合热泵的冷电氢联产系统，其特征在于，第一水气罐(710)、第二水气罐(714)和第三水气罐(717)中均设置若干叠式肋片，叠式肋片上端与下端分别固定在水气罐顶部与密封式隔热板上端面，叠式肋片采用可伸缩结构，所述可伸缩结构至少分为两段，相邻两段之间可滑动连接；每一段叠式肋片均包括若干块单个肋片。

4.根据权利要求3所述的压缩空气储能耦合热泵的冷电氢联产系统，其特征在于，叠式肋片上设置卡扣(740a)和卡槽(740b)，轴向相邻两段叠式肋片通过卡扣(740a)和卡槽(740b)连接，卡扣(740a)卡在卡槽(740b)中，卡扣(740a)能沿着卡槽(740b)滑动。

5.根据权利要求1所述的压缩空气储能耦合热泵的冷电氢联产系统，其特征在于，储油罐组包括循环热油罐(735)、循环冷油罐(734)、循环油泵(732)以及第四换热器(739)；循环热油罐(735)的出口连接循环冷油罐(734)，第四换热器(739)冷侧进出口分别连接循环油泵(732)和循环热油罐(735)；第四换热器(739)热侧与蓄热容器(2)冷侧相连；循环冷油罐(734)的入口设置第一导热油泵(728)，循环热油罐(735)的出口设置第二导热油泵(729)。

6.根据权利要求1所述的压缩空气储能耦合热泵的冷电氢联产系统，其特征在于，蓄热容器(2)与高压储气室(4)之间及高压储气室(4)与三罐释能模块(7)之间均设置阀门；第一水气罐(710)、第二水气罐(714)和第三水气罐(717)的进气口、排气口、导热油出口和导热油入口均设置电磁阀。