与燃煤发电机组热源耦合的液态压缩空气储能系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112160805A(43)申请公布日2021.01.01(21)申请号202011057430.9F01K1/04(2006.01)(22)申请日2020.09.29F01K3/14(2006.01)F01B23/10(2006.01)(71)申请人西安热工研究院有限公司F04B41/02(2006.01)地址710048陕西省西安市碑林区兴庆路F04B39/06(2006.01)136号F22D1/00(2006.01)申请人西安西热节能技术有限公司F22B33/18(2006.01)(72)发明人居文平马汀山吕凯王妍张建元黄嘉驷杨利刘学亮王东晔郑天帅林轶(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人朱海临(51)Int.Cl.F01K7/22(2006.01)F01D15/10(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称与燃煤发电机组热源耦合的液态压缩空气储能系统及方法(57)摘要本发明属于液态压缩空气储能系统，为解决现有液态压缩空气储能系中，对空气在压缩储能及发电过程的压缩放热，以及膨胀吸热处理的两种主要方案，或存在初投资大、变工况性能差，或存在燃料消耗高和污染物排放大的问题，提供一种与燃煤发电机组热源耦合的压缩空气储能系统及方法，包括依次连通的空气压缩机、空气冷却器、制冷膨胀机、气液分离器、液化空气存储装置、液体升压泵和多个空气加热器；其中，多个所述空气加热器的加热温度依次升高；多个所述空气加热器的加热介质由最靠近空气膨胀机的空气加热器至距离空气膨胀机最远的空气加热器依次连通，其中，靠近空气膨胀机的空气加热器的加热介质为燃煤发电机组中锅炉的给水。CN112160805ACN112160805A权利要求书1/2页1.一种与燃煤发电机组热源耦合的液态压缩空气储能系统，其特征在于，包括依次连通的空气压缩机(14)、空气冷却器(15)、制冷膨胀机(16)、气液分离器(17)、液化空气存储装置(18)、液体升压泵(19)和多个空气加热器；其中，多个所述空气加热器的加热温度依次升高；空气经空气压缩机(14)加压后，由空气冷却器(15)降温，再进入制冷膨胀机(16)进一步膨胀降温，之后在气液分离器(17)中完成气液分离，液体部分进入液化空气存储装置(18)，经液体升压泵(19)升压后，依次经多个空气加热器加热后进入空气膨胀机(24)做功发电；多个所述空气加热器的加热介质由最靠近空气膨胀机(24)的空气加热器至距离空气膨胀机(24)最远的空气加热器依次连通，其中，靠近空气膨胀机(24)的空气加热器的加热介质为燃煤发电机组中锅炉(1)的给水。2.根据权利要求1所述的与燃煤发电机组热源耦合的液态压缩空气储能系统，其特征在于，燃煤发电机组中锅炉(1)出口新蒸汽经汽轮机高压缸(2)做功后返回锅炉(1)中的再热器，再依次进入汽轮机中压缸(3)和汽轮机低压缸(4)做功，驱动发电机(5)发电。3.根据权利要求2所述的与燃煤发电机组热源耦合的液态压缩空气储能系统，其特征在于，燃煤发电机组中由汽轮机低压缸(4)至锅炉(1)之间还依次连通有凝汽器(6)、凝结水泵(7)、8号低压加热器(8)、7号低压加热器(9)、6号低压加热器(10)、5号低压加热器(11)、给水泵组(12)和高压加热器组(13)；所述汽轮机低压缸(4)排汽进入凝汽器(6)冷凝，依次流经凝结水泵(7)、8号低压加热器(8)、7号低压加热器(9)、6号低压加热器(10)、5号低压加热器(11)、给水泵组(12)和高压加热器组(13)后进入锅炉(1)吸热；距离空气膨胀机(24)最远的空气加热器的加热介质换热后回水至凝结水泵(7)出口。4.根据权利要求3所述的与燃煤发电机组热源耦合的液态压缩空气储能系统，其特征在于，所述凝结水泵(7)的出口与空气冷却器(15)之间设置有凝结水支路，凝结水泵(7)的部分凝结水经凝结水支路进入空气冷却器，换热后引出至8号低压加热器(8)出口或7号低压加热器(9)出口或6号低压加热器(10)出口。5.根据权利要求4所述的与燃煤发电机组热源耦合的液态压缩空气储能系统，其特征在于，所述空气加热器包括由液体升压泵(19)至空气膨胀机(24)依次设置的一级空气加热器(20)、二级空气加热器(21)、三级空气加热器(22)和四级空气加热器(23)；所述四级空气加热器(23)的加热介质为燃煤发电机组中锅炉(1)的给水；所述一级空气加热器(20)的加热介质换热后回水至凝结水泵(7)出口。6.一种采用权利要求1-5任一项所述系统的与燃煤发电机组热源耦合的液态压缩空气储能方法，其特征在于，包括以下步骤：空气经空气压缩机(14)加压后，由空气冷却器(15)降温，之后进