适用于大规模储能的水基压缩空气储能系统及储能方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115573882A(43)申请公布日2023.01.06(21)申请号202211191805.XF22B3/08(2006.01)(22)申请日2022.09.28F22B33/18(2006.01)F22B35/00(2006.01)(71)申请人李保宏F22B37/22(2006.01)地址610021四川省成都市武侯区一环路南一段24号申请人江琴(72)发明人李保宏江琴(74)专利代理机构成都禾创知家知识产权代理有限公司51284专利代理师刘凯(51)Int.Cl.F04B35/04(2006.01)F04B41/02(2006.01)F01D15/10(2006.01)F01K11/02(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称适用于大规模储能的水基压缩空气储能系统及储能方法(57)摘要本发明公开了一种适用于大规模储能的水基压缩空气储能系统及储能方法，包括空气压缩机组、主储热罐、多个压缩空气储气罐、储水罐、多个高压蓄热器和高压汽轮机；空气压缩机通过第一换热器，将压缩空气送入储气罐，产生的热量存储至主储热罐；各压缩空气储气罐排气口连接到各高压蓄热器；高压蓄热器进水口连接到储水罐，出水口连接到高压蒸汽室；高压蓄热器的内部设有加热装置；高压蒸汽室还连接到主储热罐，从中获取热量用于加热；高压蒸汽室的出气口连接到高压汽轮机用于发电。本发明能够基于压缩空气将液态水转换为水蒸气，并通过高压高温蒸汽推动汽轮机发电，不需要大量水利资源，也不需要大的水位落差，同时具有较高的能力转换效率。CN115573882ACN115573882A权利要求书1/2页1.一种适用于大规模储能的水基压缩空气储能系统，其特征在于，包括空气压缩机组、主储热罐、多个压缩空气储气罐、储水罐、多个高压蓄热器和高压汽轮机；空气压缩机组出气口处设置有第一换热器，通过第一换热器后，压缩空气通过输气管道连接到每个压缩空气储气罐，压缩空气时产生的热量存储至主储热罐；各压缩空气储气罐的进气口处设有储气罐阀门，排气口分别通过蓄热器阀门对应的连接到各高压蓄热器的进气口；各高压蓄热器进水口通过输水管道连接到储水罐，且各进水口处均设有储水罐阀门；出水口分别通过前高压调节阀一一连接到高压蒸汽室的入水口；各高压蓄热器的内部设有加热装置，用于加热液态水至亚临界温度；所述前高压调节阀内设有喷雾装置，用于将高压蓄热器中亚临界液态水导通水至高压蒸汽室内，形成饱和蒸汽；高压蒸汽室还通过第二换热器连接到主储热罐，从中获取热量用于加热；高压蒸汽室的出气口通过后高压调节阀和饱和蒸汽管连接到高压汽轮机，通过高压蒸汽推动高压汽轮机持续发电；通过高压汽轮机的低压蒸汽通过输气管道导入凝汽器，进一步回流到储水罐；低压蒸汽的热量通过第四换热器存储至余热回收储热罐中。2.根据权利要1所述的适用于大规模储能的水基压缩空气储能系统，其特征在于，所述余热回收储热罐还通过第三换热器连接到主储热罐。3.一种采用权利要求1所述的适用于大规模储能的水基压缩空气储能系统的储能方法，其特征在于，包括储能状态和发电状态；当系统工作在储能状态时，控制过程如下：步骤1.1：依次打开各储水罐阀门，将各高压蓄热器中的液态水调节至合适水位后，再依次关闭各储水罐阀门；步骤1.2：依次打开个储气罐阀门，启动电动机和空气压缩机组，将压缩空气依次注入到各压缩空气储气罐中；同时将空气压缩机组在压缩空气时产生的热量存储至主储热罐中备用；步骤1.3：待所有压缩空气储气罐内压力达到预定压力后，依次关闭各储气罐阀门；步骤1.4：依次打开各蓄热器阀门，并依次启动各高压蓄热器内的加热装置，提升各高压蓄热器中的液态水至亚临界温度后，关闭加所有热装置，至此储能结束；当系统工作在发电状态时：步骤2.1：启动第二换热器，利主储热罐热量加热高压蒸汽室至水的临界温度；步骤2.2：打开其中一个前高压调节阀，将其中一个高压蓄热器中的亚临界液态水导通至高压蒸汽室内，形成饱和蒸汽；步骤2.3：利用主储热罐的热量使高压蒸汽室保持在临界温度，并利用含喷雾装置的前高压调节阀控制液态水流量，使得高压蒸汽室压力介于6Mpa至9Mpa之间；步骤2.4：打开后高压调节阀，并使得饱和蒸汽通过饱和蒸汽管推动高压汽轮机持续发电；步骤2.5：将通过高压汽轮机后的低压蒸汽导入凝汽器中，使得水蒸气冷却并通过储水罐存储；同时将通过高压汽轮机后的低压蒸汽的热量通过第四换热器存储到余热回收储热罐中；2CN115573882A权利要求书2/2页步骤2.6：当前高压蓄热器中的亚临界液态水消耗完毕，继续利用其它压缩空气储气罐和高压蓄热器重复步骤2.2～步骤2.5的操作，直至所有高压蓄热器中的亚临界液态水消耗完毕，完成发电。4.根据权利要