一种多联供液化空气储能系统及优化控制方法.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CN113700628A(43)申请公布日2021.11.26(21)申请号202110638846.8F01K17/06(2006.01)(22)申请日2021.06.08F01K13/02(2006.01)F25B15/00(2006.01)(71)申请人鲁能集团有限公司F25B27/02(2006.01)地址250002山东省济南市市中区经三路F24H7/04(2006.01)14号申请人华北电力大学(72)发明人刘琨厉明韦古强何子睿崔双双宋锦涛刘乙学胡从川刘广东李红(51)Int.Cl.F04B35/04(2006.01)F04B39/06(2006.01)F04B41/02(2006.01)F04B41/06(2006.01)F01K27/00(2006.01)F01K25/08(2006.01)权利要求书2页说明书3页附图1页(54)发明名称一种多联供液化空气储能系统及优化控制方法(57)摘要本发明属于液化空气储能技术领域，特别涉及一种耦合吸收式制冷机，能够实现热量梯级利用、回收利用的多联供液化空气储能系统；同时涉及一种能够实现冷、热、电、新风多联供的液化空气储能优化控制方法。系统包括储能单元、释能单元、蓄热单元、多联供单元以及控制单元。本发明解决了现有液化空气储能技术中储能效率低、供能单一的问题，充分利用液化空气储能系统中的富余热能和级后排气，在产生电能的同时，能够灵活的供应热能、冷能和新风，满足多种供能需求，同时达到经济，环保，高效的目的。CN113700628ACN113700628A权利要求书1/2页1.一种多联供液化空气储能系统，包括储能单元、释能单元、蓄热单元、多联供单元以及控制单元，其特征在于：‑‑所述多联供液化空气储能系统储能单元包括通过管路依次连接的空气净化器、压缩机（组）、冷却器、蓄冷回热器、节流阀、气液分离器、液态储罐。2.其中，最后一级冷却器的空气出口与蓄冷回热器的空气进口相连。3.‑‑所述多联供液化空气储能系统释能单元包括通过管路依次连接的液态储罐、液态泵、蓄冷回热器、再热器、膨胀机（组）、阀门。4.其中，蓄冷回热器的空气出口与第一级再热器的空气进口相连；高温储罐通过一个阀门与再热器的导热油进口相连。5.‑‑所述多联供液化空气储能系统储热单元包括冷却器、再热器、高温储罐、低温储罐。6.其中，冷却器的导热油出口与高温储罐相连，冷却器的导热油进口与低温储罐相连。7.‑‑所述多联供液化空气储能系统多联供单元包括高温储罐、低温储罐、换热器、吸收式制冷机、混合器；其中，高温储罐的富余导热油出口通过一个阀门与吸收式制冷机的导热油进口相连，吸收式制冷机的导热油出口与再热器的导热油出口流经一个混合器，这个混合器的出口与一个换热器的导热油进口相连，该换热器的导热油出口与低温储罐相连；膨胀过程的级后排气与一个换热器的空气进口相连，两个换热器的水出口流经另外一个混合器。8.‑‑所述多联供液化空气储能系统控制单元主要由两个阀门组成。9.一个阀门位于高温储罐和再热器之间，另一个阀门位于高温储罐与吸收式制冷机之间。10.‑‑所述多联供液化空气储能系统的压缩机（组）和膨胀机（组）通过发电机/电动机相连。11.根据权利要求书1所述的一种多联供液化空气储能系统，其特征在于，在压缩过程中，环境空气经空气净化器净化，压缩机消耗电能压缩净化后的空气，空气升压的同时也在升高温度，为了能够将这部分热量收集起来，在压缩机级间设置了冷却器，以导热油作为传热介质吸收压缩过程中产生的热量，并储存在高温储罐中。12.根据权利要求书1所述的一种多联供液化空气储能系统，其特征在于，经压缩过程后，冷却后的高压空气需要再次降温降压，达到空气液化的临界点（0.1MPa，‑194.4℃）进行液化。13.为了能够将空气进一步降温，在压缩过程后应用了一个蓄冷回热器，蓄冷回热器吸收空气的热量使空气降温，之后应用了一个节流阀，高压低温空气经节流阀后液化。14.最后，经过一个气液分离器，液化了的空气储存在液态储罐中，未液化的空气在蓄冷回热器中放出冷量后排放到大气当中。15.根据权利要求书1所述的一种多联供液化空气储能系统，其特征在于，在释能过程中，液态储罐中的液态空气经过一个液态泵进行加压，之后经过蓄冷回热器吸收热量气化。16.气态空气在进入膨胀机做功之前，需要在再热器中吸收热量升温，高温空气进入膨胀机进行做功。17.根据权利要求书1所述的一种多联供液化空气储能系统，其特征在于，为保证储能2CN113700628A权利要求书2/2页系统中的富余热能和级后排气得到充分利用，实现多联供，本发明使用一个吸收式制冷机、两个换热器。18.吸收式制冷机将富余的高温导热油作为驱动热源产生冷能，两个换热器将