[发明专利]基于热压解耦的废旧电厂改造的复合储能系统及运行方法

说明书

本发明公开了一种基于热压解耦的废旧电厂改造的复合储能系统及运行方法，包括压缩机压缩空气储能单元、双罐式近等温压缩空气储能单元、太阳能熔盐储能单元以及膨胀发电机组；压缩机压缩空气储能单元和双罐式近等温压缩空气储能单元用于压缩空气储能；太阳能熔盐储能单元用于高效集热并加热近等温压缩后的空气，从而提高近等温压缩空气的能量密度；膨胀发电机组用于高温高压空气膨胀作功发电；本发明将废旧电厂的空闲资源进行了利用，根据废旧电厂各设备承压能力不同，将各设备改造为了低中高三类压强容器，引入双罐近等温压缩装置，使得高压强容器得到了充分的利用，为未来废旧电厂的改造提供了技术方向。

技术领域

本发明属于物理储能技术领域，具体涉及一种基于热压解耦的废旧电厂改造的复合储能系统及运行方法。

背景技术

煤电机组改造升级是提高电煤利用效率、减少电煤消耗、促进清洁能源消纳的重要手段。近些年随着众多大容量、高参数煤电机组和新能源发电机组的建成，众多小容量煤电机组都将被淘汰，但据统计这些煤电机组平均服役时间仅为12年，这将造成废旧火电厂设备的闲置与浪费。除此之外，随着新能源总装机量的快速提升，如何解决新能源发电过程中不稳定、间歇等问题成为了新能源大规模利用的重点问题。

等温压缩空气储能技术是采用特定的控温手段(液体活塞、喷雾等)，使得在压缩空气的过程中空气的温度变化控制在很小的一个范围里，从而实现近等温压缩过程。等温压缩空气储能技术不依赖化石燃料、压缩耗功少、结构简单、效率高。但其气体在膨胀前温度近乎等于环境温度，能量密度低。

发明内容

为了解决废旧火电厂设备闲置浪费的问题，本发明的目的在于提供一种基于热压解耦的废旧电厂改造的复合储能系统及运行方法，整个系统通过将废旧电厂的汽包、水冷壁、一次加热回路等高压容器改造为高压储气容器(承压18Mpa)，将废旧电厂的再热回路等中压容器改造成中压储气容器(承压3.9Mpa)，将废旧电厂的乏汽回路等低压容器改造成低压储气容器(承压1Mpa)，从而充分利用了废旧电厂闲置的设备。此外，通过利用废旧电厂的空余土地可以建立太阳能熔盐储能系统从而与近等温压缩空气系统相耦合从而解决近等温压缩空气系统储能密度低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于热压解耦的废旧电厂改造的复合储能系统，包括多级压缩空气储能单元、太阳能熔盐储能单元以及膨胀发电机组；多级压缩空气储能单元中每一级压缩空气储能单元设置有储气容器和蓄热器，蓄热器的热侧连接压缩装置和储气容器，蓄热器的冷侧连接储气容器和膨胀发电机组，所述储气容器采用与其工作压力对应的废旧火电厂压力容器及管道；最高一级压力的压缩空气储能单元设置双罐近等温压缩装置作为压缩动力；多级压缩空气储能单元的压缩空气出口连接膨胀发电机组的工质入口，膨胀发电机组包括低压膨胀机、中压膨胀机和高压膨胀机组，低压膨胀机、中压膨胀机和高压膨胀机组均连接发电机；低压膨胀机、中压膨胀机以及高压膨胀机组的工质出口连接太阳能熔盐储能单元的热量回收入口，高压膨胀机组中设置多个高压膨胀机，高压膨胀机间设置熔盐换热器，熔盐换热器的热侧连接太阳能熔盐储能单元，熔盐换热器的冷侧连接高压膨胀机。

多级压缩空气储能单元包括压缩机压缩空气储能单元、双罐式近等温压缩空气储能单元，压缩机压缩空气储能单元包括低压压缩机、第一蓄热器、低压储气容器、中压压缩机、第二蓄热器以及中压储气容器，低压压缩机的进气口连通大气，低压压缩机、第一蓄热器的热端、低压储气容器、中压压缩机、第二蓄热器的热端、中压储气容器、双罐式近等温压缩空气储能单元以及高压储气容器依次连通，高压储气容器的出口、第一蓄热器的冷端以及第二蓄热器的冷端依次连通；第一蓄热器的冷端入口和出口分别对应连接低压储气容器的出口和低压膨胀机的工质入口，第二蓄热器的冷端入口和出口分别对应连接中压储气容器的出口和中压膨胀机的工质入口。