[发明专利]一种耦合LNG冷能、ORC技术和自然热源的液化空气储能系统及其工作方法

权利要求书

1.一种耦合LNG冷能、ORC技术和自然热源的液化空气储能系统，其特征在于，包括LNG气化子系统、空气液化子系统、液化空气气化子系统和太阳能加热子系统；

所述的LNG气化子系统包括依次连接的丙烷蓄冷循环和回热式朗肯循环；

所述的空气液化子系统包括依次连接的压缩液化设备组和液化空气储罐(1101)，所述的压缩液化设备组与丙烷蓄冷循环耦合；

所述的液化空气气化子系统包括依次连接的再热式朗肯循环和膨胀做功设备组，所述的再热式朗肯循环与液化空气储罐(1101)相连；

所述的太阳能加热子系统分别与回热式朗肯循环和再热式朗肯循环相连，所述的太阳能加热子系统的加热介质为海水，为回热式朗肯循环与再热式朗肯循环中的换热器提供热源；

LNG经丙烷蓄冷循环或压缩液化设备组，以及回热式朗肯循环的依次换热后转化为NG；空气经压缩液化设备组压缩液化后储存于液化空气储罐(1101)中；液化空气经再热式朗肯循环和膨胀做功设备组的膨胀气化转化为空气。

2.根据权利要求1所述的一种耦合LNG冷能、ORC技术和自然热源的液化空气储能系统，其特征在于，所述的丙烷蓄冷循环包括1#丙烷储罐(1201)、2#丙烷储罐(1202)、2#离心泵(3002)、3#离心泵(3003)和1#换热器(2101)；

1#丙烷储罐(1201)、2#离心泵(3002)、1#换热器(2101)、2#丙烷储罐(1202)、3#离心泵(3003)和压缩液化设备组依次相连，且压缩液化设备组与1#丙烷储罐(1201)相连，构成循环；

所述的1#换热器(2101)的冷源为LNG，热源为丙烷蓄冷循环的循环介质。

3.根据权利要求1或2所述的一种耦合LNG冷能、ORC技术和自然热源的液化空气储能系统，其特征在于，所述的压缩液化设备组包括若干级串联的多股流换热器，上一级多股流换热器的热流出口与下一级多股流换热器的热流入口之间连接有压缩机；

所述的压缩液化设备组的热源为空气，冷源为LNG和/或丙烷蓄冷循环的循环介质。

4.根据权利要求1所述的一种耦合LNG冷能、ORC技术和自然热源的液化空气储能系统，其特征在于，所述的回热式朗肯循环包括2#换热器(2102)、3#换热器(2103)、海水换热器、膨胀机和4#离心泵(3004)；

2#换热器(2102)的热流出口与4#离心泵(3004)的入口相连，4#离心泵(3004)的出口与3#换热器(2103)的冷流入口相连，3#换热器(2103)的冷流出口与海水换热器的冷流入口相连，海水换热器的冷流出口与膨胀机的入口相连，膨胀机的出口与3#换热器(2103)的热流入口相连，3#换热器(2103)的热流出口与2#换热器(2102)的热流入口相连，构成循环；

所述的2#换热器(2102)的热源为回热式朗肯循环的循环介质，冷源为LNG；所述的海水换热器的热源来自太阳能加热子系统，冷源为回热式朗肯循环的循环介质；

所述的回热式朗肯循环中，海水换热器至少设有一级，每一级海水换热器之后连接有一级膨胀机，通过膨胀机输出功。

5.根据权利要求4所述的一种耦合LNG冷能、ORC技术和自然热源的液化空气储能系统，其特征在于，所述的回热式朗肯循环的循环介质为烃类混合物，优选摩尔组成为乙烷42.12mol％、丙烷35.54mol％、正丁烷13.32mol％和异丁烷9.02mol％的烃类混合物。