一种绝热的近等温压缩空气储能系统及其运行方法.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CN113006889A(43)申请公布日2021.06.22(21)申请号202110401298.7F01D15/08(2006.01)(22)申请日2021.04.14(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人王焕然李丞宸贺新李智搏(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人王艾华(51)Int.Cl.F01K13/00(2006.01)F01K13/02(2006.01)F01K17/02(2006.01)F01K7/02(2006.01)F01D17/14(2006.01)F01D15/10(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图4页(54)发明名称一种绝热的近等温压缩空气储能系统及其运行方法(57)摘要本发明公开一种绝热的近等温压缩空气储能系统及其运行方法，系统包括蓄热器及电加热装置、再热器、透平膨胀机、第二水泵、水轮机、蓄水池以及相互连通的高压储气空间和低压储气空间，介质从低压储气空间到高压储气空间的管路上设置多罐抽水压缩空气储能装置，高压储气空间依次连通再热器和透平膨胀机，透平膨胀机连通低压储气空间；再热器连通蓄热器及电加热装置；低压储气空间为水气共容空间，低压储气空间、水轮机、蓄水池以及第二水泵依次连通；蓄热器及电加热装置的电能输入端连接风电系统或太阳能发电系统电能输出端；满足可再生能源的消纳需求，结合功率型及能量型的储能系统需求，容量大、响应快，系统无外加热源或消耗燃料。CN113006889ACN113006889A权利要求书1/2页1.一种绝热的近等温压缩空气储能系统，其特征在于，包括高压储气空间(21)、低压储气空间(22)、蓄热器及电加热装置(23)、再热器(24)、透平膨胀机(25)、多罐抽水压缩空气储能装置(27)、第二水泵(28)、水轮机(29)以及蓄水池(30)；低压储气空间(22)和高压储气空间(21)通过两条管路相互连通，介质从低压储气空间(22)到高压储气空间(21)的管路上设置多罐抽水压缩空气储能装置(27)，高压储气空间(21)依次连通再热器(24)和透平膨胀机(25)，透平膨胀机(25)的出口连通低压储气空间(22)；再热器(24)的加热介质进出口连通蓄热器及电加热装置(23)的出入口；低压储气空间(22)为水气共容空间，低压储气空间(22)、水轮机(29)、蓄水池(30)以及第二水泵(28)依次连通；水轮机(29)连接有水轮机发电机，透平膨胀机(25)连接有膨胀机发电机；蓄热器及电加热装置(23)的电能输入端连接风电系统或太阳能发电系统电能输出端。2.根据权利要求1所述的绝热的近等温压缩空气储能系统，其特征在于，高压储气空间(21)出口至再热器(24)空气入口之间设置回热器(26)，回热器(26)的加热介质入口连通透平膨胀机(25)的工质出口，回热器(26)的加热介质出口连通低压储气空间(22)；高压储气空间(21)的空气经回热器(26)加热进入再热器(24)；设置多条回热器(26)、再热器(24)以及透平膨胀机(25)连通的管路并联，设置多套多罐抽水压缩空气储能装置(27)。3.根据权利要求1所述的绝热的近等温压缩空气储能系统，其特征在于，多罐抽水压缩空气储能装置(27)包括至少三个水气共容罐、一台第一水泵(20)及若干阀门和管道；每个水气共容罐底部设有两个水路通道，所述两个水路通道中的一个水路连通第一水泵(20)进口，另一个水路连通第一水泵(20)的出口，水气共容罐底部出水口均设置阀门，第一水泵(20)的进出口均设置阀门；水气共容罐顶部设有两个气体通道，所述两个气体通道中一个与高压储气空间连通，另一个与低压储气空间连通，并且水气共容罐顶部出气口处均设置阀门，通往高压储气空间(21)和低压储气空间(22)管路上均设置阀门。4.根据权利要求1所述的绝热的近等温压缩空气储能系统，其特征在于，采用导叶和静叶可调的透平膨胀机。5.根据权利要求1所述的绝热的近等温压缩空气储能系统，其特征在于，高压储气空间和低压储气空间均采用地埋管道，同一储气空间的多个地埋管道之间通过总管道连通，总管道连接高压储气空间和低压储气空间外部设备接口；每根地埋管道接总管道头部高于尾部，尾部设有排水管道，排水管道通向其安装基础面；地埋管道包括若干高压储气管道和若干低压储气管道，高压储气管道和低压储气管道间隔布置，高压储气空间(21)的体积小于低压储气空间(22)的体积。6.根据权利要求1所述的绝热的近等温压缩空气储能系统，其特征在于，所述高压储气空间和低压储气空间的总管道上均设置阀门，将高压储气管道和低压储气管道分为多组。7.根据权利要求1所述的绝热的近等温压缩空气储能系统