一种液化空气储能和低温多效海水淡化耦合系统及其运行方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115818750A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211376390.3(22)申请日2022.11.04(71)申请人上海发电设备成套设计研究院有限责任公司地址200240上海市闵行区剑川路1115号(72)发明人徐望人史进渊王宇轩王思远(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332专利代理师刘二艳(51)Int.Cl.C02F1/04(2006.01)F01D15/10(2006.01)C02F103/08(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种液化空气储能和低温多效海水淡化耦合系统及其运行方法(57)摘要本发明提供了一种液化空气储能和低温多效海水淡化耦合系统及其运行方法，所述耦合系统包括依次连接的深冷制冰子系统、液化空气储能子系统和海水淡化子系统；所述液化空气储能子系统包括压缩模块、储冷模块、发电模块和储热模块；所述海水淡化子系统包括第一换热模块和多效蒸发模块；所述深冷制冰子系统通过所述储冷模块与所述液化空气储能子系统相连；所述液化空气储能子系统的储热模块和发电模块分别独立地与所述海水淡化子系统的第一换热模块构成连接；所述耦合系统回收液化空气储能系统中释能阶段的低温废热，为低温多效海水淡化技术提供能量，且将液化空气储能系统的多余冷量进行高效经济地利用，具有较好的工业化应用前景。CN115818750ACN115818750A权利要求书1/2页1.一种液化空气储能和低温多效海水淡化耦合系统，其特征在于，所述耦合系统包括依次连接的深冷制冰子系统、液化空气储能子系统和海水淡化子系统；所述液化空气储能子系统包括依次连接的压缩模块、储冷模块和发电模块，所述液化空气储能子系统还包括储热模块；所述压缩模块通过所述储热模块与所述发电模块相连；所述海水淡化子系统包括第一换热模块和多效蒸发模块；所述深冷制冰子系统通过所述储冷模块与所述液化空气储能子系统相连；所述液化空气储能子系统的储热模块和发电模块分别独立地与所述海水淡化子系统的第一换热模块构成连接。2.根据权利要求1所述的耦合系统，其特征在于，所述压缩模块包括依次连接的空气净化装置和压缩机组；优选地，所述储冷模块包括依次构成循环连接的第一冷却装置、液空储罐、低温泵、汽化装置以及深冷存储装置；优选地，所述深冷存储装置包括填充床；优选地，所述填充床的填充物质包括玄武岩；优选地，所述发电模块包括透平机组；优选地，所述储热模块包括依次连接的第二冷却装置、储热装置以及加热装置；优选地，所述压缩机组分别独立地与所述第一冷却装置和所述第二冷却装置相连，所述汽化装置和所述加热装置分别独立地与所述透平机组相连。3.根据权利要求2所述的耦合系统，其特征在于，所述第二冷却装置包括级间冷却装置；优选地，所述加热装置包括级间加热装置。4.根据权利要求2或3所述的耦合系统，其特征在于，所述第一换热模块包括依次连接的蒸汽净化装置、增压机、第一换热器和第二换热器；优选地，所述第一换热器和所述第二换热器独立地包括管壳式管换热器；优选地，所述液化空气储能子系统通过储热模块的储热装置与所述海水淡化子系统第一换热模块的第一换热器构成连接；优选地，所述液化空气储能子系统通过所述发电模块的透平机组与所述海水淡化子系统第一换热模块的第二换热器相连。5.根据权利要求4所述的耦合系统，其特征在于，所述多效蒸发模块包括蒸发器、第三换热器、凝结水泵、淡水泵、盐水泵和海水泵；优选地，所述蒸发器不少于4个，且串联设置；优选地，所述凝结水泵与第一蒸发器相连；优选地，所述盐水泵与第n蒸发器相连，其中n为蒸发器的数量；优选地，所述淡水泵与所述第三换热器相连；优选地，海水泵通过所述第三换热器后分别与各个蒸发器相连。6.根据权利要求5所述的耦合系统，其特征在于，所述第n蒸发器还与所述蒸汽净化装置相连。7.一种如权利要求1‑6任一项所述耦合系统的运行方法，其特征在于，所述运行方法包括两种运行模式：2CN115818750A权利要求书2/2页a.用电低谷模式：一方面，常温常压空气进入所述液化空气储能子系统的压缩模块进行压缩，并将压缩热存储于储热模块；储冷模块中的冷量，一部分将高压空气液化为液态空气进行储存，另一部分用于制冰；另一方面，常温常压蒸汽进入海水淡化子系统的第一换热模块第一换热器吸收液化空气储能子系统储热模块中的热量，然后进入多效蒸发模块实现海水淡化；b.用电高峰模式：一方面，储存的液态空气经汽化后用于发电，与此同时吸收储热模块的热量提高发电模块进口温度，以提升发电模块的输出功；并且，储冷模块产生的冷能用于制冰；另一方面，常温常压蒸汽进入海水淡化子系统的第一换热模块吸收液化空气储能子系统发电模块出口的热量，然后进入多效蒸发