一種蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，該系統(tǒng)在目前蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化系統(tǒng)工作流程，利用壓縮機(jī)組和膨脹機(jī)組共用換熱器的特性，并通過(guò)三通換向閥將壓縮機(jī)組、蓄熱系統(tǒng)和膨脹機(jī)組很好的耦合在一起，解決了蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)級(jí)間換熱器重復(fù)布置、系統(tǒng)流程不合理、占地多、成本高、熱能利用率低及其導(dǎo)致的系統(tǒng)運(yùn)行效率降低等問(wèn)題。本實(shí)用新型的蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、系統(tǒng)效率高、換熱效果好、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及能量?jī)?chǔ)存技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)是基于燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)的一種儲(chǔ)能系統(tǒng)。工作原理為:在用電低谷，將空氣壓縮并存于儲(chǔ)氣室中，使電能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能存儲(chǔ)起來(lái);在用電高峰，高壓空氣從儲(chǔ)氣室釋放，進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室同燃料一起燃燒，然后驅(qū)動(dòng)透平發(fā)電。傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的問(wèn)題之一是仍然依賴燃燒化石燃料提供熱源，一方面面臨著化石燃料逐漸枯竭和價(jià)格上漲的威脅，另一方面其燃燒仍產(chǎn)生氮化物、硫化物和二氧化碳等污染物，不符合綠色(零排放)、可再生的能源發(fā)展要求。
[0003]由于世界各國(guó)對(duì)于燃料利用、環(huán)境保護(hù)提出了更高的要求，近些年國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者開(kāi)展了對(duì)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的技術(shù)改進(jìn)。其中，帶蓄熱裝置的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)是目前較為先進(jìn)高效的一種儲(chǔ)能方式，其核心的技術(shù)是利用一套蓄熱裝置來(lái)替代傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)中的燃燒室，儲(chǔ)能時(shí)回收壓縮機(jī)壓縮空氣產(chǎn)生的熱能并將熱量存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)壓縮熱的回收和存儲(chǔ)，釋能時(shí)利用回收的熱能加熱壓縮空氣，增加膨脹機(jī)的輸出功，實(shí)現(xiàn)回收熱量的再利用。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是充分利用了能量，零排放環(huán)保無(wú)污染，解決了傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)仍需依賴燃燒化石燃料提供熱源的難題。然而，目前蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)存在級(jí)間換熱器重復(fù)布置、系統(tǒng)流程不合理、占地多、成本高、熱能利用率低及其導(dǎo)致的系統(tǒng)運(yùn)行效率降低等問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。該系統(tǒng)在目前蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，重新優(yōu)化系統(tǒng)工作流程，利用壓縮機(jī)組和膨脹機(jī)組共用換熱器的特性，并通過(guò)三通換向閥將壓縮機(jī)組、蓄熱裝置和膨脹機(jī)組很好的耦合在一起，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、系統(tǒng)效率高、換熱效果好、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:
[0006]—種蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)組、蓄熱系統(tǒng)、膨脹機(jī)組和壓縮空氣存儲(chǔ)裝置，其特征在于，
[0007]一所述壓縮機(jī)組包括至少兩級(jí)壓縮機(jī)，其中，第一級(jí)壓縮機(jī)的進(jìn)口接空氣源，最后一級(jí)壓縮機(jī)的出口與壓縮空氣存儲(chǔ)裝置的進(jìn)口之間的通氣管線上設(shè)置末級(jí)換熱器，中間相鄰兩級(jí)壓縮機(jī)之間的通氣管線上設(shè)置有級(jí)間換熱器；
[0008]—所述膨脹機(jī)組包括至少兩級(jí)膨脹機(jī)，其中，第一級(jí)膨脹機(jī)進(jìn)口與壓縮空氣存儲(chǔ)裝置出口之間的通氣管線上設(shè)置首級(jí)換熱器，最后一級(jí)膨脹機(jī)出口通大氣；中間相鄰兩級(jí)膨脹機(jī)之間的通氣管線上設(shè)置有級(jí)間換熱器；
[0009]一所述壓縮機(jī)組中的末級(jí)換熱器和所述膨脹機(jī)組中的首級(jí)換熱器為同一換熱器，最后一級(jí)壓縮機(jī)的出口與該換熱器的氣側(cè)端口 A連接，該換熱器的氣側(cè)端口 B與壓縮空氣存儲(chǔ)裝置的進(jìn)口連接，第一級(jí)膨脹機(jī)的進(jìn)口與該換熱器的氣側(cè)端口 A連接，該換熱器的氣側(cè)端口B與壓縮空氣存儲(chǔ)裝置的出口連接;所述壓縮機(jī)組和膨脹機(jī)組中的級(jí)間換熱器為共用的換熱器，相鄰兩級(jí)壓縮機(jī)中，上一級(jí)壓縮機(jī)的出口與所述級(jí)間換熱器的氣側(cè)端口A連接，所述級(jí)間換熱器的氣側(cè)端口 B與下一級(jí)壓縮機(jī)的進(jìn)口連接;相鄰兩級(jí)膨脹機(jī)中，上一級(jí)膨脹機(jī)的出口與所述級(jí)間換熱器的氣側(cè)端口 B連接，所述級(jí)間換熱器的氣側(cè)端口 A與下一級(jí)膨脹機(jī)的進(jìn)口連接；
[0010]一所述蓄熱系統(tǒng)包括冷罐和熱罐，所有換熱器的液側(cè)端口 A均通過(guò)通液管線與所述冷罐的進(jìn)出液端口連通，所有換熱器的液側(cè)端口 B均通過(guò)通液管線與所述熱罐的進(jìn)出液端口連通；
[0011]--各所述級(jí)間換熱器的氣側(cè)端口A處均設(shè)置有三通換向閥I，所述三通換向閥I的端口 a與級(jí)間換熱器的氣側(cè)端口 A連通，端口 b與上一級(jí)壓縮機(jī)的出口連通，端口 c與下一級(jí)膨脹機(jī)的進(jìn)口連通;各所述級(jí)間換熱器的氣側(cè)端口B處均設(shè)置有三通換向閥Π，所述三通換向閥Π的端口 a與級(jí)間換熱器的氣側(cè)端口 B連通，端口 b與下一級(jí)壓縮機(jī)的進(jìn)口連通，端口 c與上一級(jí)膨脹機(jī)的出口連通;所述末級(jí)換熱器的氣側(cè)端口 A處均設(shè)置有三通換向閥m，所述三通換向閥m的端口 a與末級(jí)換熱器的氣側(cè)端口 A連通，端口 b與最后一級(jí)壓縮機(jī)的出口連通，端口 c與第一級(jí)膨脹機(jī)的進(jìn)口連通。
[0012]優(yōu)選地，所述壓縮空氣存儲(chǔ)裝置為密封巖洞、中高壓儲(chǔ)罐或壓力管道的一種或幾種的組合。
[0013]優(yōu)選地，所述末級(jí)換熱器的氣側(cè)端口B與壓縮空氣存儲(chǔ)裝置的進(jìn)口和出口之間的通氣管線上均設(shè)置有控制閥門(mén)。
[0014]優(yōu)選地，所述冷罐和/或熱罐進(jìn)出液端口處的通液管線上設(shè)置有液體栗。
[0015]優(yōu)選地，所述冷罐和/或熱罐進(jìn)出液端口處的通液管線上設(shè)置有控制閥門(mén)。
[0016]所述壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)能時(shí)，各三通換向閥的端口a與端口 b連通，端口 a與端口c關(guān)閉，各三通換向閥與各級(jí)壓縮機(jī)及相應(yīng)換熱器氣側(cè)相連的管線處于通路狀態(tài)，各三通換向閥與各級(jí)膨脹機(jī)及相應(yīng)換熱器氣側(cè)相連的管線處于關(guān)閉狀態(tài);所述末級(jí)換熱器的氣側(cè)端口 B與壓縮空氣存儲(chǔ)裝置的進(jìn)□之間的控制閥門(mén)打開(kāi)，所述末級(jí)換熱器的氣側(cè)端口 B與壓縮空氣存儲(chǔ)裝置的出口之間的控制閥門(mén)關(guān)閉;所述冷罐中的低溫?fù)Q熱介質(zhì)在液體栗的驅(qū)動(dòng)下流經(jīng)所有換熱器的液側(cè)后匯流至所述熱罐中。
[0017]所述壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)釋能時(shí)，各三通換向閥的端口a與端口b關(guān)閉，端口a與端口c連通，各三通換向閥與各級(jí)壓縮機(jī)及相應(yīng)換熱器氣側(cè)相連的管線處于關(guān)閉狀態(tài)，各三通換向閥與各級(jí)膨脹機(jī)及相應(yīng)換熱器氣側(cè)相連的管線處于通路狀態(tài);所述末級(jí)換熱器的氣側(cè)端口 B與壓縮空氣存儲(chǔ)裝置的進(jìn)□之間的控制閥門(mén)關(guān)閉，所述末級(jí)換熱器的氣側(cè)端口 B與壓縮空氣存儲(chǔ)裝置的出口之間的控制閥門(mén)打開(kāi);所述熱罐中的高溫?fù)Q熱介質(zhì)在液體栗的驅(qū)動(dòng)下流經(jīng)所有換熱器的液側(cè)后匯流至所述冷罐中。
[0018]優(yōu)選地，所述壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)還包括驅(qū)動(dòng)單元和動(dòng)力輸出單元，所述驅(qū)動(dòng)單元與壓縮機(jī)組的傳動(dòng)軸固接;所述動(dòng)力輸出單元與膨脹機(jī)組的傳動(dòng)軸固接。
[0019]優(yōu)選地，各換熱器為管殼式、板翅式、板式、螺旋管式、套管式、板殼式、板圈式、管翅式、熱管式中的一種或幾種的組合。
[0020]優(yōu)選地，所述冷罐用于儲(chǔ)存溫度低于壓縮后空氣溫度的換熱介質(zhì)，為絕熱保溫常壓或加壓容器;所述熱罐用于儲(chǔ)存溫度高于壓縮空氣存儲(chǔ)裝置的換熱介質(zhì)，為絕熱保溫常壓或加壓容器。
[0021]優(yōu)選地，所述換熱介質(zhì)為水、乙醇、丙醇、乙二醇、導(dǎo)熱油、熔融鹽或離子液體的一種或幾種的組合。
[0022]優(yōu)選地，各所述三通換向閥為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、液動(dòng)或電液動(dòng)操縱控制方式的一種。
[0023]優(yōu)選地，所述液體栗為雙向栗。
[0024]優(yōu)選地，所述冷罐進(jìn)出液端口處設(shè)有并聯(lián)的主通液管線和旁通管路，所述主通液管線上設(shè)置有主控制閥門(mén)和液體栗，所述旁通管路上設(shè)置有旁通控制閥門(mén)和冷卻器。當(dāng)所述主控制閥門(mén)關(guān)閉、旁通控制閥門(mén)打開(kāi)時(shí)，所述冷卻器工作，用以進(jìn)一步降低回流至所述冷罐中的換熱介質(zhì)的溫度。
[0025]優(yōu)選地，所述冷卻器通過(guò)管線與熱栗等系統(tǒng)相連接，使其可用于空調(diào)、制冷等不同用途。
[0026]優(yōu)選地，所述與外界相連接的管線可與熱栗等系統(tǒng)相連接，使其可用于空調(diào)、制冷等不同用途。
[0027]本實(shí)用新型的蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于:該系統(tǒng)在目前蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將壓縮機(jī)組側(cè)換熱器和膨脹機(jī)組側(cè)換熱器進(jìn)行了優(yōu)化布置，利用壓縮機(jī)組和膨脹機(jī)組共用換熱器的特性，并利用三通換向閥將壓縮機(jī)組、蓄熱裝置和膨脹機(jī)組很好的耦合在一起，解決了蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)級(jí)間換熱器重復(fù)布置、系統(tǒng)流程不合理、占地多、成本高、熱能利用率低及其導(dǎo)致的系統(tǒng)運(yùn)行效率降低等問(wèn)題，本實(shí)用新型的蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、系統(tǒng)效率高、換熱效果好、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本實(shí)用新型的蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2為本實(shí)用新型的蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述，以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍，任何本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所想到的變化或替代，都涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0031]實(shí)施例1
[0032]如圖1所示，本實(shí)用新型的蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其包括:驅(qū)動(dòng)單元1、壓縮機(jī)2和4、換熱器3和5、壓縮空氣存儲(chǔ)裝置6、膨脹機(jī)7和8、發(fā)電機(jī)27、冷罐9、熱罐10、三通換向閥12、15和18、栗29、閥門(mén)21、23、28和33、管線11、13、14、16、17、19、20、22、24、25、26、30、31和32ο
[0033]具體的，本實(shí)用新型的蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)包括壓縮機(jī)組2、4、蓄熱系統(tǒng)、膨脹機(jī)組7、8和壓縮空氣存儲(chǔ)裝置6，壓縮機(jī)組2、4包括至少兩級(jí)壓縮機(jī)，其中，第一級(jí)壓縮機(jī)2的進(jìn)口接空氣源A，最后一級(jí)壓縮機(jī)4的出口與壓縮空氣存儲(chǔ)裝置6的進(jìn)口之間的通氣管線上設(shè)置末級(jí)換熱器5，中間相鄰兩級(jí)壓縮機(jī)2、4之間的通氣管線上設(shè)置有級(jí)間換熱器3。
[0034]膨脹機(jī)組7、8包括至少兩級(jí)膨脹機(jī)，其中，第一級(jí)膨脹機(jī)7進(jìn)口與與壓縮空氣存儲(chǔ)裝置6出口之間的通氣管線上設(shè)置首級(jí)換熱器5，最后一級(jí)膨脹機(jī)8出口通大氣B;中間相鄰兩級(jí)膨脹機(jī)7、8之間的通氣管線上設(shè)置有級(jí)間換熱器3。
[0035]壓縮機(jī)組2、4中的末級(jí)換熱器5和膨脹機(jī)組7、8中的首級(jí)換熱器5為同一換熱器，最后一級(jí)壓縮機(jī)4的出口與該換熱器5的氣側(cè)端口A連接，該換熱器5的氣側(cè)端口 B與壓縮空氣存儲(chǔ)裝置6的進(jìn)口連接，第一級(jí)膨脹機(jī)7的進(jìn)口與該換熱器5的氣側(cè)端口 A連接，該換熱器5的氣側(cè)端口 B壓縮空氣存儲(chǔ)裝置6的出口連接;壓縮機(jī)組2、4和膨脹機(jī)組7、8中的級(jí)間換熱器3為共用的換熱器3，相鄰兩級(jí)壓縮機(jī)2、4中，上一級(jí)壓縮機(jī)2的出口與級(jí)間換熱器3的氣側(cè)端口 A連接，級(jí)間換熱器3的氣側(cè)端口 B與下一級(jí)壓縮機(jī)4的進(jìn)口連接;相鄰兩級(jí)膨脹機(jī)7、8中，上一級(jí)膨脹機(jī)7的出口與級(jí)間換熱器3的氣側(cè)端口 B連接，級(jí)間換熱器3的氣側(cè)端口 A與下一級(jí)膨脹機(jī)8的進(jìn)口連接。
[0036]蓄熱系統(tǒng)包括冷罐9和熱罐10，所有換熱器3、5的液側(cè)端口A均通過(guò)通液管線與冷罐9的進(jìn)出液端口連通，所有換熱器3、5的液側(cè)端口 B均通過(guò)通液管線與熱罐10的進(jìn)出液端口連通。
[0037]各級(jí)間換熱器3的氣側(cè)端口A處均設(shè)置有三通換向閥112，三通換向閥112的端口 a與級(jí)間換熱器3的氣側(cè)端口A連通，端口b與上一級(jí)壓縮機(jī)2的出口連通，端口c與下一級(jí)膨脹機(jī)8的進(jìn)口連通;各級(jí)間換熱器3的氣側(cè)端口 B處均設(shè)置有三通換向閥Π 15，三通換向閥Π15的端口 a與級(jí)間換熱器3的氣側(cè)端口 B連通，端口 b與下一級(jí)壓縮機(jī)4的進(jìn)口連通，端口 c與上一級(jí)膨脹機(jī)7的出口連通;末級(jí)換熱器5的氣側(cè)端口 A處均設(shè)置有三通換向閥ΙΠ18，三通換向閥ΙΠ18的端口a與末級(jí)換熱器5的氣側(cè)端口A連通，端口b與最后一級(jí)壓縮機(jī)4的出口連通，端口 c與第一級(jí)膨脹機(jī)7的進(jìn)口連通。
[0038]末級(jí)換熱器5的氣側(cè)端口B與壓縮空氣存儲(chǔ)裝置6的進(jìn)口和出口之間的通氣管線上均設(shè)置有控制閥門(mén)。冷罐9和/或熱罐10進(jìn)出液端口處的通液管線上設(shè)置有液體栗29。冷罐9和/或熱罐10進(jìn)出液端口處的通液管線上設(shè)置有控制閥門(mén)。
[0039]本實(shí)用新型的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)能時(shí)，各三通換向閥12、15、18的端口a與端口 b連通，端口 a與端口 c關(guān)閉，各三通換向閥12、15、18與各級(jí)壓縮機(jī)2、4及相應(yīng)換熱器3、5氣側(cè)相連的管線處于通路狀態(tài)，各三通換向閥12、15、18與各級(jí)膨脹機(jī)7、8及相應(yīng)換熱器3、5氣側(cè)相連的管線處于關(guān)閉狀態(tài);末級(jí)換熱器5的氣側(cè)端口 B與壓縮空氣存儲(chǔ)裝置6的進(jìn)口之間的控制閥門(mén)打開(kāi)，末級(jí)換熱器5的氣側(cè)端口 B與壓縮空氣存儲(chǔ)裝置6的出口之間的控制閥門(mén)關(guān)閉;冷罐9中的低溫?fù)Q熱介質(zhì)在液體栗29的驅(qū)動(dòng)下流經(jīng)所有換熱器3、5的液側(cè)后匯流至熱罐10中。
[0040]本實(shí)用新型的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)釋能時(shí)，各三通換向閥12、15、18的端口a與端口 b關(guān)閉，端口a與端口 c連通，各三通換向閥12、15、18與各級(jí)壓縮機(jī)2、4及相應(yīng)換熱器3、5氣側(cè)相連的管線處于關(guān)閉狀態(tài)，各三通換向閥12、15、18與各級(jí)膨脹機(jī)7、8及相應(yīng)換熱器3、5氣側(cè)相連的管線處于通路狀態(tài);末級(jí)換熱器5的氣側(cè)端口B與壓縮空氣存儲(chǔ)裝置6的進(jìn)口之間的控制閥門(mén)關(guān)閉，末級(jí)換熱器5的氣側(cè)端口B與壓縮空氣存儲(chǔ)裝置6的出口之間的控制閥門(mén)打開(kāi);熱罐10中的高溫?fù)Q熱介質(zhì)在液體栗29的驅(qū)動(dòng)下流經(jīng)所有換熱器3、5的液側(cè)后匯流至冷罐9中。
[0041 ]驅(qū)動(dòng)單元I與壓縮機(jī)組2、4的傳動(dòng)軸固接;動(dòng)力輸出單元27與膨脹機(jī)組7、8的傳動(dòng)軸固接。
[0042]儲(chǔ)能時(shí)，栗29、閥門(mén)28、33、21開(kāi)啟，閥門(mén)23關(guān)閉，三通換向閥12、15、18與壓縮機(jī)組
2、4及換熱器3、5氣側(cè)相連的管線11、13、14、16、17、19處于通路狀態(tài)。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)單元1驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)2將空氣壓縮，高溫高壓的壓縮空氣流經(jīng)管線11、三通換向閥12和管線13后進(jìn)入換熱器3，從換熱器3出來(lái)的常溫高壓壓縮空氣流經(jīng)管線14、三通換向閥15和管線16進(jìn)入壓縮機(jī)4進(jìn)一步壓縮，再經(jīng)管線17、三通換向閥18和管線19進(jìn)入換熱器5換熱，經(jīng)換熱后的高壓壓縮空氣流經(jīng)管線20、閥門(mén)21后進(jìn)入壓縮空氣存儲(chǔ)裝置6存儲(chǔ)。在此過(guò)程中，冷罐9中的低溫?fù)Q熱介質(zhì)在栗29的作用下，依次流經(jīng)閥門(mén)28和管線30后分別進(jìn)入換熱器3和5液體側(cè)去吸收空氣壓縮過(guò)程中的壓縮熱，吸熱后的高溫?fù)Q熱介質(zhì)流經(jīng)管線31、32和閥門(mén)33進(jìn)入熱罐10中將熱量存儲(chǔ)。
[0043]釋能時(shí)，栗29，閥門(mén)23、28、33開(kāi)啟，閥門(mén)21關(guān)閉，三通換向閥12、15、18與膨脹機(jī)組
7、8及換熱器5、3氣側(cè)相連的管線19、24、25、14、13、26處于通路狀態(tài)。此時(shí)，壓縮空氣存儲(chǔ)裝置6中的空氣經(jīng)管線22和閥門(mén)23進(jìn)入換熱器5，換熱后的空氣再經(jīng)管線19、三通換向閥18和管線24進(jìn)入膨脹機(jī)7，從膨脹機(jī)7出來(lái)的低溫空氣經(jīng)管線25、三通換向閥15和管線14后進(jìn)入換熱器3吸收熱量，再流經(jīng)管線13、三通換向閥12和管線26進(jìn)入膨脹機(jī)8膨脹做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)27發(fā)電。在此過(guò)程中，熱罐10中的高溫?fù)Q熱介質(zhì)在栗29作用下，依次流經(jīng)閥門(mén)33、管線31和32后分別進(jìn)入換熱器3和5去加熱從壓縮空氣存儲(chǔ)裝置6中釋放的空氣，換熱后的低溫?fù)Q熱介質(zhì)再經(jīng)管線30、栗29和閥門(mén)28進(jìn)入冷罐9中存儲(chǔ)。
[0044]實(shí)施例2
[0045]如圖2所示，本實(shí)用新型的實(shí)施例2其主體結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，另增加了冷卻器34、閥門(mén)35和36以及與外界相連接的管線37和38。其中，儲(chǔ)能時(shí)，閥門(mén)36關(guān)閉，閥門(mén)35開(kāi)啟，工作流程與實(shí)施例一保持一致;釋能時(shí)，閥門(mén)35關(guān)閉，閥門(mén)36開(kāi)啟，此時(shí)通過(guò)冷卻器34進(jìn)一步降低從換熱器5和3液體側(cè)出來(lái)的換熱介質(zhì)溫度，從而使得冷罐9在儲(chǔ)能階段能夠?yàn)閾Q熱器3和5液體側(cè)提供溫度更低的換熱介質(zhì)，進(jìn)一步增強(qiáng)儲(chǔ)熱能力，提高系統(tǒng)效率。另外，冷卻器34與外界相連通的管線37、38可與熱栗等系統(tǒng)相連接，使其可用于空調(diào)、制冷等不同用途。
[0046]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)組、蓄熱系統(tǒng)、膨脹機(jī)組和壓縮空氣存儲(chǔ)裝置，其特征在于， --所述壓縮機(jī)組包括至少兩級(jí)壓縮機(jī)，其中，第一級(jí)壓縮機(jī)的進(jìn)口接空氣源，最后一級(jí)壓縮機(jī)的出口與壓縮空氣存儲(chǔ)裝置的進(jìn)口之間的通氣管線上設(shè)置末級(jí)換熱器，中間相鄰兩級(jí)壓縮機(jī)之間的通氣管線上設(shè)置有級(jí)間換熱器； --所述膨脹機(jī)組包括至少兩級(jí)膨脹機(jī)，其中，第一級(jí)膨脹機(jī)進(jìn)口與壓縮空氣存儲(chǔ)裝置出口之間的通氣管線上設(shè)置首級(jí)換熱器，最后一級(jí)膨脹機(jī)出口通大氣；中間相鄰兩級(jí)膨脹機(jī)之間的通氣管線上設(shè)置有級(jí)間換熱器； --所述壓縮機(jī)組中的末級(jí)換熱器和所述膨脹機(jī)組中的首級(jí)換熱器為同一換熱器，最后一級(jí)壓縮機(jī)的出口與該換熱器的氣側(cè)端口 A連接，該換熱器的氣側(cè)端口 B與壓縮空氣存儲(chǔ)裝置的進(jìn)口連接，第一級(jí)膨脹機(jī)的進(jìn)口與該換熱器的氣側(cè)端口 A連接，該換熱器的氣側(cè)端口 B與壓縮空氣存儲(chǔ)裝置的出口連接； -所述壓縮機(jī)組和膨脹機(jī)組中的級(jí)間換熱器為共用的換熱器，相鄰兩級(jí)壓縮機(jī)中，上一級(jí)壓縮機(jī)的出口與所述級(jí)間換熱器的氣側(cè)端口 A連接，所述級(jí)間換熱器的氣側(cè)端口 B與下一級(jí)壓縮機(jī)的進(jìn)口連接;相鄰兩級(jí)膨脹機(jī)中，上一級(jí)膨脹機(jī)的出口與所述級(jí)間換熱器的氣側(cè)端口 B連接，所述級(jí)間換熱器的氣側(cè)端口 A與下一級(jí)膨脹機(jī)的進(jìn)口連接； -所述蓄熱系統(tǒng)包括冷罐和熱罐，所有換熱器的液側(cè)端口 A均通過(guò)通液管線與所述冷罐的進(jìn)出液端口連通，所有換熱器的液側(cè)端口 B均通過(guò)通液管線與所述熱罐的進(jìn)出液端口連通； 一各所述級(jí)間換熱器的氣側(cè)端口 A處均設(shè)置有三通換向閥I，所述三通換向閥I的端口 a與級(jí)間換熱器的氣側(cè)端口A連通，端口b與上一級(jí)壓縮機(jī)的出口連通，端口c與下一級(jí)膨脹機(jī)的進(jìn)口連通;各所述級(jí)間換熱器的氣側(cè)端口B處均設(shè)置有三通換向閥Π，所述三通換向閥Π的端口 a與級(jí)間換熱器的氣側(cè)端口 B連通，端口 b與下一級(jí)壓縮機(jī)的進(jìn)口連通，端口 c與上一級(jí)膨脹機(jī)的出口連通;所述末級(jí)換熱器的氣側(cè)端口 A處均設(shè)置有三通換向閥m，所述三通換向閥m的端口 a與末級(jí)換熱器的氣側(cè)端口 A連通，端口 b與最后一級(jí)壓縮機(jī)的出口連通，端口c與第一級(jí)膨脹機(jī)的進(jìn)口連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于:所述末級(jí)換熱器的氣側(cè)端口 B與壓縮空氣存儲(chǔ)裝置的進(jìn)口和出口之間的通氣管線上均設(shè)置有控制閥門(mén)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于:所述冷罐和/或熱罐進(jìn)出液端口處的通液管線上設(shè)置有液體栗。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于:所述冷罐和/或熱罐進(jìn)出液端口處的通液管線上設(shè)置有控制閥門(mén)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于:所述壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)還包括驅(qū)動(dòng)單元和動(dòng)力輸出單元，所述驅(qū)動(dòng)單元與壓縮機(jī)組的傳動(dòng)軸固接;所述動(dòng)力輸出單元與膨脹機(jī)組的傳動(dòng)軸固接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于:所述壓縮空氣存儲(chǔ)裝置為密封巖洞、中高壓儲(chǔ)罐或壓力管道的一種或幾種的組合。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于:各換熱器為管殼式、板翅式、板式、螺旋管式、套管式、板殼式、板圈式、管翅式、熱管式中的一種或幾種的組合。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于:各所述三通換向閥為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、液動(dòng)或電液動(dòng)操縱控制方式的一種。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于:所述冷罐進(jìn)出液端口處設(shè)有并聯(lián)的主通液管線和旁通管路，所述主通液管線上設(shè)置有主控制閥門(mén)和液體栗，所述旁通管路上設(shè)置有旁通控制閥門(mén)和冷卻器。
【文檔編號(hào)】F02C6/16GK205422944SQ201521048385
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年12月16日
【發(fā)明人】周學(xué)志, 徐玉杰, 王亮, 劉暢, 陳海生
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所