[发明专利]超超临界空气储能/释能系统

权利要求书

1.一种超超临界空气储能/释能系统，包括压缩机组（1、3、35、38）、蓄热/换热器（2）、蓄冷/换热器（4）、低温储罐（6）、阀门（7）、低温泵（8）、涡轮机组（9、10、43、46）、发电机（11）、驱动单元（12），其特征在于：

所述系统还包括膨胀机组（40），所述压缩机组（1、3、35、38）将空气压缩至超超临界状态后,通过所述膨胀机组（40）或膨胀机组（40）和节流阀（48）的组合将超超临界空气降温降压至液态，液态空气储存至所述低温储罐（6）中；所述膨胀机组（40）与压缩机组（1、3、35、38）中的至少一台压缩机直接同轴组合，或通过变速箱连接提供动力；

所述系统包括储能子系统和释能子系统：所述储能子系统中，所述驱动单元（12）、压缩机组（1、3、35、38）、蓄热/换热器（2）、蓄冷/换热器（4）、膨胀机组（40）、低温储罐（6）经一管线组（13、14、15、34、36、37、39、16、30）依次顺序联通；所述释能子系统中，所述低温储罐（6）、阀门（7）、低温泵（8）、蓄冷/换热器（4）、蓄热/换热器（2）、涡轮机组（9、10、43、46）、发电机（11）经另一管线组（31、18、19、20、21、22、41、42、44、45）依次顺序联通；

所述压缩机组（1、3、35、38）包括至少一台低压压缩机（1）、至少一台高压压缩机（35），相互串联或集成为整体多级压缩机组，其中第一级压缩机（1）的进气口接空气源，且各级压缩机中，上一级压缩机的出气口经管线穿过所述蓄热/换热器（2）后与下一级压缩机的进气口相连，最后一级高压压缩机（38）的出气口经管线（39、16）穿过所述蓄热/换热器（2）和蓄冷/换热器（4）后与所述膨胀机组（40）的进气口联通；

所述涡轮机组（9、10、43、46）包括至少一台低压涡轮机（46）、至少一台高压涡轮机（10），相互串联或集成为整体多级涡轮机组，所述低温储罐（6）中的液态空气经管线依次通过阀门（7）、低温泵（8）、蓄冷/换热器（4）、蓄热/换热器（2）转变为超超临界状态的空气后通入第一级中，各级涡轮机中，上一级涡轮机的出气口经管线穿过所述蓄热/换热器（2）后依次与下一级涡轮机的进气口相连通，最后一级低压涡轮机（46）的出气口通大气。

2.根据权利要求1所述的超超临界空气储能/释能系统，其特征在于：所述驱动单元（12）与压缩机组（1、3、35、38）的传动轴固接；所述膨胀机组（40）可通过变速箱直接驱动所述压缩机组（1、3、35、38）或通过另一发电机并网；所述发电机（11）与涡轮机组（9、10、43、46）的传动轴固接。

3.根据上述权利要求所述的超超临界空气储能/释能系统，其特征在于：所述低温储罐（6）为杜瓦储罐或低温储槽，液态空气在常压或带一定压力状况下储存。

4.根据上述权利要求所述的超超临界空气储能/释能系统，其特征在于：所述蓄热/换热器（2）为绝热保温容器，蓄热介质储存在容器中，超超临界空气在其中与蓄热介质直接接触换热或非直接接触换热，蓄热方式为显热、潜热蓄热中的一种或组合；储能时，蓄热/换热器（2）回收并储存压缩机产生的压缩热，释能时，加热进各级涡轮机前的压缩空气。

5.根据上述权利要求所述的超超临界空气储能/释能系统，其特征在于：所述蓄冷/换热器（4）为绝热保温容器，蓄冷介质存储在容器中，超超临界空气或液态空气在其中与蓄冷介质直接接触换热或非直接接触换热，其蓄冷形式是显热蓄冷或固液相变蓄冷中的一种或组合；储能时，蓄冷/换热器(4)将超临界空气冷却至81K-150K，释能时，回收并储存高压液态空气升温过程中释放的冷量；蓄冷/换热器（4）底端设有排渣管线（24）。