CN114962223A - 熔盐介质的压缩空气储能***及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有熔盐介质的压缩空气储能***及其操作方法，包括：外墙防漏支架，以及设置在所述外墙防漏支架内部上端的加热管，所述加热管与外墙防漏支架固定拦截；干燥风扇，其设置在所述外墙防漏支架的内部，且与所述外墙防漏支架固定连接；隔温层，其设置在所述外墙防漏支架的一侧，所述隔温层与外墙防漏支架固定连接，所述隔温层上下两端的一侧均安装有内部阻水板，所述内部阻水板与隔温层固定连接；密封防水层，其设置在所述隔温层的一侧，所述密封防水层与隔温层固定连接，所述密封防水层的上端安装有第一防杂网。其实现了压缩空气储能***不受阴雨天气影响，抗干扰较强，发电效率、稳定，成本较低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及压缩空气储能***技术领域，尤其涉及具有一种熔盐介质的压缩空气储能***及其操作方法。
背景技术
压缩空气储能，是指在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气，在电网负荷高峰期释放压缩空气推动汽轮机发电的储能方式。形式主要有，传统压缩空气储能***、带储热装置的压缩空气储能***、液气压缩储能***；
例如公告号为CN206957774U的中国授权专利(一种采用熔融盐蓄热的压缩空气储能发电***)：包括压缩单元、储气单元、熔盐蓄热单元、换热单元、膨胀单元和电能单元，压缩单元包括低压级压缩机组和高压级压缩机组，熔盐蓄热单元包括槽式太阳能集热器、高温蓄热罐和低温蓄热罐，膨胀单元包括低压级膨胀机组和高压级膨胀机组，电能单元包括电动机组和发电机组；本实用新型采用了压缩机的分级运行，减小了压缩机变工况运行的范围，提升了压缩机的运行效率，同时分级运行的膨胀机使得储气室内空气的压力能实现梯级利用；通过提高储热温度和涡轮机进口压力，可以显著提高***的储能效率，同时利用太阳能代替传统补燃方式，节约资源，保护环境；
上述现有技术虽然通过提高储热温度和涡轮机进口压力，可以显著提高***的储能效率，同时利用太阳能代替传统补燃方式，节约资源，保护环境，但是该***在阴雨天气时，太阳能无法代替传统补燃方式，且随着使用时间的增加，镜场容易受到灰尘的影响，导致太阳能利用效率降低，太阳能镜场成本较大，抗干扰能力较弱，导致发电效率不稳定，且单纯提高储热温度和涡轮机进口压力会导致成本提升。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种具有熔盐介质的压缩空气储能***及其操作方法，解决了压缩空气储能***不受阴雨天气影响，抗干扰较弱，发电效率不稳定，成本较高的问题。
为实现上述目的和一些其他的目的，本发明采用如下技术方案：
一种具有熔盐介质的压缩空气储能***，包括：外部空气输送泵，
外部空气输送泵，以及设置在所述外部空气输送泵输出端的一级空气压缩机，所述外部空气输送泵的输出端与一级空气压缩机的输入端之间设置有管道，所述一级空气压缩机的输出端与初级换热罐的输入端通过管道连接，所述初级换热罐的输出端与二级空气压缩机的输入端通过管道连接，所述二级空气压缩机的输出端与高级换热罐的输入端通过管道连接，所述高级换热罐的输出端与空气压缩存储罐的输入端通过管道连接，所述空气压缩存储罐的输出端与空气膨胀罐的输入端通过管道连接，所述高级换热罐的输出端与热量回收罐的输入端通过管道连接，所述热量回收罐的输入端和空气膨胀罐的输入端与地热抽取装置的输出端均通过管道连接；
一级余热回收箱，其设置在所述一级空气压缩机的外部，所述一级空气压缩机与一级余热回收箱固定连接，所述二级空气压缩机的外部安装有二级余热回收箱，所述二级余热回收箱与二级空气压缩机固定连接，所述一级余热回收箱的输出端和输入端与空气膨胀罐的输入端和输出端均通过管道连接，所述二级余热回收箱的输出端和输入端与空气膨胀罐的输入端和输出端均通过管道连接。
优选的是，所述初级换热罐的内部安装有第一保温层，所述第一保温层与初级换热罐固定连接，所述初级换热罐的内部安装有第一换热支架，所述第一换热支架与初级换热罐固定连接，所述第一换热支架的外部安装有换热翅板，所述换热翅板与第一换热支架固定连接。
优选的是，所述热量回收罐的输出端与热量提取罐的输入端通过管道连接，所述热量提取罐的输出端与冷介质存储罐的输入端通过管道连接，所述冷介质存储罐的输出端与初级换热罐的输入端通过管道连接。
优选的是，所述空气膨胀罐的输出端与外部空气输送泵的输入端通过管道连接。
优选的是，所述空气膨胀罐的输出端与空气膨胀发电装置的输入端通过管道连接。
优选的是，所述热量提取罐的输出端与热量发电装置的输入端通过管道连接。
优选的是，所述高级换热罐的内部安装有第二保温层，所述第二保温层与高级换热罐固定连接，所述高级换热罐的内部安装有初级换热罐，所述初级换热罐与高级换热罐固定连接，所述热量回收罐的外部设置有保温罐。
一种具有熔盐介质的压缩空气储能***的操作方法，包括如下步骤：
步骤一：外部空气通过外部空气输送泵进入一级空气压缩机内部，一级空气压缩机对空气进行初步压缩，使压缩空气进入初级换热罐内部，初级换热罐内部的储热介质与压缩空气进行热交换，使压缩空气温度降低，同时储热温度升高，进行储能，然后压缩空气在二级空气压缩机的作用下，进一步压缩，并将压缩空气通入高级换热罐内部，同时初级换热罐内部的储热介质进入高级换热罐内部，储热介质与压缩空气进一步进行热交换，使储热介质温度再一次升高，然后储热介质进入热量回收罐内部进行热能保存，而压缩空气进入空气压缩存储罐内部，进行保存；
步骤二：储热介质在进行保存时，地热抽取装置抽取地下高温压缩液体，并将这些液体与热量回收罐进行热交换，补充热量回收罐流失的热量；
步骤三：在进行发电时，空气压缩存储罐内部的压缩空气通入空气膨胀罐中，压缩空气膨胀，吸收热量，这时地热抽取装置将高温压缩液体与热量回收罐进行热交换，使空气能快速吸热膨胀，空气膨胀为空气膨胀发电装置提供能量，空气膨胀发电装置产生电能；
步骤四：在进行发电时，热量回收罐将储热介质通入热量提取罐中，热量发电装置对热量提取罐中的储热介质进行利用，进行热力发电，然后温度降低的储热介质进入冷介质存储罐内部，然后储热介质进入冷介质存储罐内部，进行再一次加热；
步骤五：***在运行时装置进行少量发电，一级空气压缩机和二级空气压缩机在工作时产生的热量辐射到空气中，热空气通入空气膨胀罐中，使热空气温度降低，形成冷空气，然后冷空气重新通入一级余热回收箱和二级余热回收箱内部，对一级空气压缩机和二级空气压缩机进行降温。
本发明至少包括以下有益效果：
1、本发明通过设置一级余热回收箱和二级余热回收箱可以回收一级空气压缩机和二级空气压缩机产生的热量，对一级空气压缩机和二级空气压缩机进行热量利用，同时对一级空气压缩机和二级空气压缩机进行降温，增强装置的使用性，避免造成能源的浪费，提高发电效率，设置地热抽取装置可以为热量回收罐和空气膨胀罐提供热量补充储热介质流失的热量，同时防止空气膨胀罐外部结冰，使***不受天气影响，且使用寿命长，热能利用效率高，成本较低，抗干扰能力较强，保证发电效率的稳定。
2、安装第一保温层可以起到保温的作用，安装换热翅板可以提高装置的换热效率，增强装置的实用性，设置保温罐可以降低装置热量的损失，提高发电量，增强装置的使用效果。
附图说明
图1是本发明提供的具有熔盐介质的压缩空气储能***的工作流程图；
图2是本发明提供的具有熔盐介质的压缩空气储能***的局部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细说明，以令本领域普通技术人员参阅本说明书后能够据以实施。
如图1-2所示，一种具有熔盐介质的压缩空气储能***，包括：外部空气输送泵1，以及设置在所述外部空气输送泵1输出端的一级空气压缩机2，所述外部空气输送泵1的输出端与一级空气压缩机2的输入端之间设置有管道，所述一级空气压缩机2的输出端与初级换热罐3的输入端通过管道连接，所述初级换热罐3的输出端与二级空气压缩机4的输入端通过管道连接，所述二级空气压缩机4的输出端与高级换热罐5的输入端通过管道连接，所述高级换热罐5的输出端与空气压缩存储罐6的输入端通过管道连接，所述空气压缩存储罐6的输出端与空气膨胀罐9的输入端通过管道连接，所述高级换热罐5的输出端与热量回收罐7的输入端通过管道连接，所述热量回收罐7的输入端和空气膨胀罐9的输入端与地热抽取装置8的输出端均通过管道连接；一级余热回收箱15，其设置在所述一级空气压缩机2的外部，所述一级空气压缩机2与一级余热回收箱15固定连接，所述二级空气压缩机4的外部安装有二级余热回收箱16，所述二级余热回收箱16与二级空气压缩机4固定连接，所述一级余热回收箱15的输出端和输入端与空气膨胀罐9的输入端和输出端均通过管道连接，所述二级余热回收箱16的输出端和输入端与空气膨胀罐9的输入端和输出端均通过管道连接。
在上述方案中，设置一级余热回收箱和二级余热回收箱可以回收一级空气压缩机和二级空气压缩机产生的热量，对一级空气压缩机和二级空气压缩机进行热量利用，同时对一级空气压缩机和二级空气压缩机进行降温，增强装置的使用性，避免造成能源的浪费，提高发电效率，设置地热抽取装置可以为热量回收罐和空气膨胀罐提供热量补充储热介质流失的热量，同时防止空气膨胀罐外部结冰，使***不受天气影响，且使用寿命长，热能利用效率高，成本较低，抗干扰能力较强，保证发电效率的稳定。
一个优选方案中，所述初级换热罐3的内部安装有第一保温层18，所述第一保温层18与初级换热罐3固定连接，所述初级换热罐3的内部安装有第一换热支架19，所述第一换热支架19与初级换热罐3固定连接，所述第一换热支架19的外部安装有换热翅板20，所述换热翅板20与第一换热支架19固定连接。
在上述方案中，安装第一保温层可以起到保温的作用，安装换热翅板可以提高装置的换热效率，增强装置的实用性。
一个优选方案中，所述热量回收罐7的输出端与热量提取罐11的输入端通过管道连接，所述热量提取罐11的输出端与冷介质存储罐13的输入端通过管道连接，所述冷介质存储罐13的输出端与初级换热罐3的输入端通过管道连接，所述空气膨胀罐9的输出端与外部空气输送泵1的输入端通过管道连接，所述空气膨胀罐9的输出端与空气膨胀发电装置10的输入端通过管道连接，所述热量提取罐11的输出端与热量发电装置12的输入端通过管道连接，所述高级换热罐5的内部安装有第二保温层21，所述第二保温层21与高级换热罐5固定连接，所述高级换热罐5的内部安装有初级换热罐14，所述初级换热罐14与高级换热罐5固定连接，所述热量回收罐7的外部设置有保温罐17。
在上述方案中，设置保温罐可以降低装置热量的损失，提高发电量，增强装置的使用效果。
一种具有熔盐介质的压缩空气储能***的操作方法，包括如下步骤：
步骤一：外部空气通过外部空气输送泵1进入一级空气压缩机2内部，一级空气压缩机2对空气进行初步压缩，使压缩空气进入初级换热罐3内部，初级换热罐3内部的储热介质与压缩空气进行热交换，使压缩空气温度降低，同时储热温度升高，进行储能，然后压缩空气在二级空气压缩机4的作用下，进一步压缩，并将压缩空气通入高级换热罐5内部，同时初级换热罐3内部的储热介质进入高级换热罐5内部，储热介质与压缩空气进一步进行热交换，使储热介质温度再一次升高，然后储热介质进入热量回收罐7内部进行热能保存，而压缩空气进入空气压缩存储罐6内部，进行保存；
步骤二：储热介质在进行保存时，地热抽取装置8抽取地下高温压缩液体，并将这些液体与热量回收罐7进行热交换，补充热量回收罐7流失的热量；
步骤三：在进行发电时，空气压缩存储罐6内部的压缩空气通入空气膨胀罐9中，压缩空气膨胀，吸收热量，这时地热抽取装置8将高温压缩液体与热量回收罐7进行热交换，使空气能快速吸热膨胀，空气膨胀为空气膨胀发电装置10提供能量，空气膨胀发电装置10产生电能；
步骤四：在进行发电时，热量回收罐7将储热介质通入热量提取罐11中，热量发电装置12对热量提取罐11中的储热介质进行利用，进行热力发电，然后温度降低的储热介质进入冷介质存储罐13内部，然后储热介质进入冷介质存储罐13内部，进行再一次加热；
步骤五：***在运行时装置进行少量发电，一级空气压缩机2和二级空气压缩机4在工作时产生的热量辐射到空气中，热空气通入空气膨胀罐9中，使热空气温度降低，形成冷空气，然后冷空气重新通入一级余热回收箱15和二级余热回收箱16内部，对一级空气压缩机2和二级空气压缩机进行降温。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里所示出与描述的图例。
Claims (8)
1.一种具有熔盐介质的压缩空气储能***，其特征在于，包括：外部空气输送泵，
外部空气输送泵，以及设置在所述外部空气输送泵输出端的一级空气压缩机，所述外部空气输送泵的输出端与一级空气压缩机的输入端之间设置有管道，所述一级空气压缩机的输出端与初级换热罐的输入端通过管道连接，所述初级换热罐的输出端与二级空气压缩机的输入端通过管道连接，所述二级空气压缩机的输出端与高级换热罐的输入端通过管道连接，所述高级换热罐的输出端与空气压缩存储罐的输入端通过管道连接，所述空气压缩存储罐的输出端与空气膨胀罐的输入端通过管道连接，所述高级换热罐的输出端与热量回收罐的输入端通过管道连接，所述热量回收罐的输入端和空气膨胀罐的输入端与地热抽取装置的输出端均通过管道连接；
一级余热回收箱，其设置在所述一级空气压缩机的外部，所述一级空气压缩机与一级余热回收箱固定连接，所述二级空气压缩机的外部安装有二级余热回收箱，所述二级余热回收箱与二级空气压缩机固定连接，所述一级余热回收箱的输出端和输入端与空气膨胀罐的输入端和输出端均通过管道连接，所述二级余热回收箱的输出端和输入端与空气膨胀罐的输入端和输出端均通过管道连接。
2.如权利要求1所述的具有熔盐介质的压缩空气储能***，其特征在于，所述初级换热罐的内部安装有第一保温层，所述第一保温层与初级换热罐固定连接，所述初级换热罐的内部安装有第一换热支架，所述第一换热支架与初级换热罐固定连接，所述第一换热支架的外部安装有换热翅板，所述换热翅板与第一换热支架固定连接。
3.如权利要求2所述的具有熔盐介质的压缩空气储能***，其特征在于，所述热量回收罐的输出端与热量提取罐的输入端通过管道连接，所述热量提取罐的输出端与冷介质存储罐的输入端通过管道连接，所述冷介质存储罐的输出端与初级换热罐的输入端通过管道连接。
4.如权利要求3所述的具有熔盐介质的压缩空气储能***，其特征在于，所述空气膨胀罐的输出端与外部空气输送泵的输入端通过管道连接。
5.如权利要求4所述的具有熔盐介质的压缩空气储能***，其特征在于，所述空气膨胀罐的输出端与空气膨胀发电装置的输入端通过管道连接。
6.如权利要求5所述的具有熔盐介质的压缩空气储能***，其特征在于，所述热量提取罐的输出端与热量发电装置的输入端通过管道连接。
7.如权利要求6所述的具有熔盐介质的压缩空气储能***，其特征在于，所述高级换热罐的内部安装有第二保温层，所述第二保温层与高级换热罐固定连接，所述高级换热罐的内部安装有初级换热罐，所述初级换热罐与高级换热罐固定连接，所述热量回收罐的外部设置有保温罐。
8.一种具有熔盐介质的压缩空气储能***的操作方法，基于权利要求7所述的一种具有熔盐介质的压缩空气储能***实现，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：外部空气通过外部空气输送泵进入一级空气压缩机内部，一级空气压缩机对空气进行初步压缩，使压缩空气进入初级换热罐内部，初级换热罐内部的储热介质与压缩空气进行热交换，使压缩空气温度降低，同时储热温度升高，进行储能，然后压缩空气在二级空气压缩机的作用下，进一步压缩，并将压缩空气通入高级换热罐内部，同时初级换热罐内部的储热介质进入高级换热罐内部，储热介质与压缩空气进一步进行热交换，使储热介质温度再一次升高，然后储热介质进入热量回收罐内部进行热能保存，而压缩空气进入空气压缩存储罐内部，进行保存；
步骤二：储热介质在进行保存时，地热抽取装置抽取地下高温压缩液体，并将这些液体与热量回收罐进行热交换，补充热量回收罐流失的热量；
步骤三：在进行发电时，空气压缩存储罐内部的压缩空气通入空气膨胀罐中，压缩空气膨胀，吸收热量，这时地热抽取装置将高温压缩液体与热量回收罐进行热交换，使空气能快速吸热膨胀，空气膨胀为空气膨胀发电装置提供能量，空气膨胀发电装置产生电能；
步骤四：在进行发电时，热量回收罐将储热介质通入热量提取罐中，热量发电装置对热量提取罐中的储热介质进行利用，进行热力发电，然后温度降低的储热介质进入冷介质存储罐内部，然后储热介质进入冷介质存储罐内部，进行再一次加热；
步骤五：***在运行时装置进行少量发电，一级空气压缩机和二级空气压缩机在工作时产生的热量辐射到空气中，热空气通入空气膨胀罐中，使热空气温度降低，形成冷空气，然后冷空气重新通入一级余热回收箱和二级余热回收箱内部，对一级空气压缩机和二级空气压缩机进行降温。
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