CN118137540A - 一种压缩空气与水蒸气循环耦合的储能方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于储能技术领域，涉及一种压缩空气与水蒸气循环耦合的储能方法及装置，包括储能循环与释能循环，储能循环为常温常压空气与高温高压空气之间的循环，使得用电低谷时的部分电能转化成热能进行储能，释能循环为低温低压水与过热水蒸气之间的循环，使得热能转化成电能在用电高峰时进行释能，储能循环中产生的热能用于在释能循环中使低温低压水变为过热水蒸气。本发明通过储能循环的具体步骤的实施，能够在储能过程中直接利用外部大气中的空气，避免了设置高压储罐与大规模的电化学储能电池，且不需要依靠特殊地形，使得储能实施过程能够顺利进行，减少了研发与建设周期，降低了投资成本，提高了储能效率。

Description

一种压缩空气与水蒸气循环耦合的储能方法及装置

技术领域

本发明属于储能技术领域，涉及一种压缩空气与水蒸气循环耦合的储能方法及装置。

背景技术

储能技术具有削峰填谷的作用，可提高电网的稳定性，有利于降低用户用电成本和优化电力***，助力实现双碳目标。

目前，传统的储能技术包括抽水蓄能、压缩气体储能以及电化学储能等，抽水蓄能是指利用水作为储能介质，通过电能与势能相互转化，实现电能的储存和管理，压缩气体储能是指释放压缩气体推动汽轮机发电的储能方式，电化学储能是指通过电池所完成的能量储存、释放与管理过程。

然而，上述三种储能方式在储能的过程中依次需要特殊的地形条件、大体积高压储罐与大规模的电化学储能电池，导致实施的过程中较为困难，研发与建设周期较长，增加了投资成本，降低了储能的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压缩空气与水蒸气循环耦合的方法及装置，能够减少研发成本与建设周期，降低投资成本，提高储能效率。

为实现上述目的，本发明提供的一种压缩空气与水蒸气循环耦合的方法及装置的具体技术方案如下：

一种压缩空气与水蒸气循环耦合的储能方法，包括储能循环与释能循环，储能循环为低温常压空气与高温高压空气之间的循环，使得用电低谷时的部分电能转化成热能进行储能，释能循环为常温低压水与过热水蒸气之间的循环，使得热能转化成电能在用电高峰时进行释能，储能循环中产生的热能用于在释能循环中使低温低压水变为过热水蒸气。

其中，储能循环的具体步骤如下：

引入常温常压空气，将常温常压空气与高温储热介质进行热交换，使常温常压空气温度升高后得到高温常压空气。

将高温常压空气进行压缩，得到高温高压空气。

将高温高压空气与低温储热介质进行热交换，使高温高压空气温度降低后得到低温高压空气、低温储热介质温度升高后得到高温储热介质，高温储热介质用于为释能循环提供热量，使低温低压水升温后得到过热水蒸气。

将低温高压空气引入空气透平，使低温高压空气膨胀做功得到低温中压空气。

将低温中压空气与蓄冷介质进行热交换，低温中压空气温度升高之后再次引入空气透平，使其再次膨胀做功得到低温常压空气。

将低温常压空气再次与蓄冷介质进行热交换，使低温常压空气温度升高变为常温常压空气之后排入大气中。

本发明的特点还在于：

其中释能循环的具体步骤如下：

引入低温低压水，将低温低压水进行加压之后得到低温高压水。

将低温高压水多次与来自储能循环的高温储热介质进行热交换，使低温高压水温度升高后得到过热水蒸气。

将过热水蒸气引入空气透平，使过热水蒸气膨胀做功，膨胀做功之后的过热水蒸气变为湿蒸气。

将湿蒸气再次与高温储热介质进行热交换，热交换得到过热水蒸气，对过热水蒸气再次引入空气透平，使过热水蒸气再次膨胀做功，再次膨胀做功之后的过热水蒸气变为乏汽。

将乏汽与蓄冷介质进行热交换，使乏汽温度降低后变为低温低压水，完成释能循环。

其中低温高压水与高温储热介质进行热交换三次，使低温高压水先变为饱和水，再从饱和水变为饱和水蒸气，最后从饱和水蒸气变为过热水蒸气。

一种压缩空气与水蒸气循环耦合的储能装置，包括：

第一中温罐与第二中温罐，内部分别设置有高温储热介质。

第一空气预热器与第二空气预热器，第一空气预热器的第一进口用于引入空气，第一空气预热器的第一出口与第二空气预热器的第一进口连接，第二中温罐的出口与第一空气预热器的第二进口连接，第一中温罐的出口与第二空气预热器的第二进口连接。

空气压缩机，进口与第二空气预热器的第一出口连接。

空气冷却器，第一进口与空气压缩机的出口连接。

低温罐，出口与空气冷却器的第二进口连接，低温罐内部设置有低温储热介质。

第一空气透平，进口与空气冷却器的第一出口连接。

空气再热器，第一进口与第一空气透平的出口连接。

第二空气透平，进口与空气再热器的第一出口连接。

制冷器，第一进口与第二空气透平的出口连接，制冷器的第一出口连接大气。

常温罐，第一出口与制冷器的第二进口连接，常温罐的第二出口与空气再热器的第二进口连接。

其中空气冷却器的第二出口连接有高温罐的进口，第一空气预热器的第二出口与低温罐的第二进口连接，第二空气预热器的第二出口与低温罐的第三进口连接，制冷器的第二出口连接有蓄冷罐的第一进口，空气再热器的第二出口与蓄冷罐第二进口连接。

其中还包括预热器，预热器的第一进口连接有泵的出口，预热器的第一出口连接有蒸发器第一进口，蒸发器的第一出口连接有过热器的第一进口，过热器的第一出口连接第一汽轮机的进口，第一汽轮机的出口连接有再热器的第一进口，再热器的第一出口连接有第二汽轮机的进口，第二汽轮机的出口连接有冷凝器的第一进口，冷凝器的第一出口与泵的进口连接，高温罐的出口分为三路且三路分别与蒸发器的第二进口、过热器的第二进口、再热器的第二进口连接，蒸发器的第二出口分为两路且两路分别与第一中温罐的第二进口、预热器的第二进口连接，再热器的第二出口与第二中温罐的进口连接，冷凝器的第二进口与蓄冷罐的出口连接。

其中冷凝器的第二出口与常温罐的进口连接。

其中高温储热介质与低温储热介质为水、导热油中的一种。

其中蓄冷介质为水或者蓄冷冰浆。

本发明的一种压缩空气与水蒸气循环耦合的方法及装置具有以下优点：

第一，通过储能循环的具体步骤的实施，能够在储能过程中直接利用外部大气中的空气，避免了设置高压储罐与大规模的电化学储能电池，且不需要依靠特殊地形，使得储能实施过程能够顺利进行，减少了研发与建设周期，降低了投资成本，提高了储能效率。

第二，通过释能循环的具体步骤的实施，能够在用电高峰时采用水蒸气朗肯循环，配合储能循环完成能量的储存和释放，其布置方式和传统火电站结构相似，可利用落后废旧电站现有设施进行升级改造，进一步减少了投资成本。

附图说明

图1为本发明中储能循环的流程示意图。

图2为本发明中释能循环的流程示意图。

图3为本发明的整体结构示意图。

附图标记：

1、第一空气预热器，2、第二空气预热器，3、空气压缩机，4、空气冷却器，5、第一空气透平，6、空气再热器，7、第二空气透平，8、制冷器，9、常温罐，10、蓄冷罐，11、冷凝器，12、高温罐，13、低温罐，14、第一中温罐，15、第二中温罐，16、泵，17、预热器，18、蒸发器，19、过热器，20、再热器，21、第一汽轮机，22、第二汽轮机，23、第一控制阀，24、第二控制阀，25、第三控制阀，26、第四控制阀，27、第五控制阀，28、第六控制阀，29、第七控制阀，30、第八控制阀，31、第九控制阀，32、第十控制阀。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、详尽地描述。其中，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B：文本中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。以下术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为暗示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。

如图1所示，本发明提供了一种压缩空气与水蒸气循环耦合的储能方法，包括储能循环与释能循环，储能循环为常温常压空气与高温高压空气之间的循环，使得用电低谷时的部分电能转化成热能进行储能，释能循环为低温低压水与过热水蒸气之间的循环，使得热能转化成电能在用电高峰时进行释能，储能循环中产生的热能用于在释能循环中使低温低压水变为过热水蒸气。

其中，储能循环的具体步骤如下：

引入常温常压空气，将常温常压空气与高温储热介质进行热交换，使常温常压空气温度升高后得到高温常压空气。

将高温常压空气进行压缩，得到高温高压空气。

将高温高压空气与低温储热介质进行热交换，使高温高压空气温度降低后得到低温高压空气、低温储热介质温度升高后得到高温储热介质，高温储热介质用于为释能循环提供热量，使低温低压水升温后得到过热水蒸气。

将低温高压空气引入空气透平，使低温高压空气膨胀做功得到低温中压空气。

将低温中压空气与蓄冷介质进行热交换，低温中压空气温度升高之后再次引入空气透平，使其再次膨胀做功得到低温常压空气。

将低温常压空气再次与蓄冷介质进行热交换，使低温常压空气温度升高变为常温常压空气之后排入大气中。

其中，高温高压空气的温度为250-350℃、压力为150-250kPa，低温高压空气的温度为25-35℃、压力为150-250kPa，低温中压空气的温度为-10-10℃、压力为80-180kPa，低温常压空气温度为-10-10℃、压力为101.25kPa。

如图1所示，释能循环的具体步骤如下：

引入低温低压水，将低温低压水进行加压之后得到低温高压水。

将低温高压水多次与来自储能循环的高温储热介质进行热交换，使低温高压水温度升高后得到过热水蒸气。

将过热水蒸气引入空气透平，使过热水蒸气膨胀做功，膨胀做功之后的过热水蒸气变为湿蒸气。

将湿蒸气再次与高温储热介质进行热交换，热交换得到过热水蒸气，对过热水蒸气再次引入空气透平，使过热水蒸气再次膨胀做功，再次膨胀做功之后的过热水蒸气变为乏汽。

将乏汽与蓄冷介质进行热交换，使乏汽温度降低后变为低温低压水，完成释能循环。

其中，低温高压水的温度为25-35℃、压力为1500-2500kPa，过热水蒸气的温度为245-345℃，湿蒸气的温度为100-150℃，对于乏汽习惯给压力为3-6kPa，因为是湿蒸气，压力确定了温度就定了。

如图3所示，本发明还提供了一种压缩空气与水蒸气循环耦合的储能装置，包括：

第一中温罐14与第二中温罐15，内部分别设置有高温储热介质。

第一空气预热器1与第二空气预热器2，第一空气预热器1的第一进口用于引入空气，第一空气预热器1的第一出口与第二空气预热器2的第一进口连接，第二中温罐15的出口与第一空气预热器1的第二进口连接，第一中温罐14的出口与第二空气预热器2的第二进口连接。

空气压缩机3，进口与第二空气预热器2的第一出口连接。

空气冷却器4，第一进口与空气压缩机3的出口连接。

低温罐13，出口与空气冷却器4的第二进口连接，低温罐13内部设置有低温储热介质。

第一空气透平5，进口与空气冷却器4的第一出口连接。

空气再热器6，第一进口与第一空气透平5的出口连接。

第二空气透平7，进口与空气再热器6的第一出口连接。

制冷器8，第一进口与第二空气透平7的出口连接，制冷器8的第一出口连接大气。

常温罐9，第一出口与制冷器8的第二进口连接，常温罐9的第二出口与空气再热器6的第二进口连接。

如图3所示，第一空气透平5、第二空气透平7与空气压缩机3同轴设置，通过第一空气透平5与第二空气透平7的做功，带动空气压缩机3转动，能够减少空气压缩机3能耗，降低储能过程中的能量流失，提高储能效率。

如图3所示，空气冷却器4的第二出口连接有高温罐12的进口，第一空气预热器1的第二出口与低温罐13的第二进口连接，第二空气预热器2的第二出口与低温罐13的第三进口连接，制冷器8的第二出口连接有蓄冷罐10的第一进口，空气再热器6的第二出口与蓄冷罐10第二进口连接。

如图3所示，还包括预热器17，预热器17的第一进口连接有泵16的出口，预热器17的第一出口连接有蒸发器18第一进口，蒸发器18的第一出口连接有过热器19的第一进口，过热器19的第一出口连接第一汽轮机21的进口，第一汽轮机21的出口连接有再热器20的第一进口，再热器20的第一出口连接有第二汽轮机22的进口，第二汽轮机22的出口连接有冷凝器11的第一进口，冷凝器11的第一出口与泵16的进口连接，高温罐12的出口分为三路且三路分别与蒸发器18的第二进口、过热器19的第二进口、再热器20的第二进口连接，蒸发器18的第二出口分为两路且两路分别与第一中温罐14的第二进口、预热器17的第二进口连接，再热器20的第二出口与第二中温罐15的进口连接，冷凝器11的第二进口与蓄冷罐10的出口连接。

如图3所示，冷凝器11的第二出口与常温罐9的进口连接。

如图3所示，高温储热介质与低温储热介质为水、导热油或者其他介质。

如图3所示，蓄冷介质为水、蓄冷冰浆或者其他介质，蓄冷冰浆为添加无机盐制成。

如图3所示，第一空气预热器1的第一进口上设置有第一控制阀23，通过开合第一控制阀23连接大气，低温罐13与空气冷却器4之间设置有第二控制阀24，高温罐12的出口上设置有第三控制阀25，通过第三控制阀25控制与蒸发器18、过热器19、再热器20的连通，蒸发器18与预热器17之间设置有第四控制阀26，蒸发器18与第一中温罐14之间设置有第六控制阀28，第一中温罐14与第二空气预热器2之间设置有第五控制阀27，第二中温罐15中与第一空气预热器1之间设置有第七控制阀29，蓄冷罐10与冷凝器11之间设置有第八控制阀30，常温罐9与制冷器8之间设置有第九控制阀31，常温罐9与空气再热器6之间设置有第十控制阀32。

同时，本发明可根据实际需要调整空气透平和汽轮机数量，可通过取消第二汽轮机22、再热器20和第二中温罐15改变装置出力大小，并减少投资。可通过取消空气再热器6和第二空气透平7进一步降低第一空气透平出口温度实现深度制冷。

进一步，考虑到本发明中水存在过冷状态、湿蒸气状态和过热状态，对此装置中设置了高温罐12、低温罐13、第一中温罐14和第二中温罐15储存不同温度的储热介质，可利用不同温度的储热介质对应加热不同参数的水或空气，并可根据实际需求调整不同储罐中储热介质的热力参数，可满足水或空气在几个至几十个大气压下的换热需要，便于能量匹配，实现能量梯级利用，提高能量利用率。

综上所述，本发明提供了一种压缩空气与水蒸气循环耦合的储能方法及装置，能够根据电网和用户需要实现能量的储存和释放，降低用户用电成本。具体优点包括：第一，通过储能循环的具体步骤的实施，能够在储能过程中直接利用外部大气中的空气，避免了设置高压储罐与大规模的电化学储能电池，且不需要依靠特殊地形，使得储能实施过程能够顺利进行，减少了研发与建设周期，降低了投资成本，提高了储能效率。第二，通过释能循环的具体步骤的实施，能够在用电高峰时采用水蒸气朗肯循环，配合储能循环完成能量的储存和释放，其布置方式和传统火电站结构相似，可利用落后废旧电站现有设施进行升级改造，进一步减少了投资成本。第三，本发明中空气透平出口温度远低于室温，可利用该处冷量蓄冷或制冷，并将该部分产生的冷量引入凝汽器，可降低凝汽器背压进而降低汽轮机排气参数，从而提高汽轮机出力和***储能效率。第四，本发明中分别设置两个中温罐，用于存放释能阶段朗肯循环产生的不同温度下低品位热量，并充分利用该部分热量设置两级预热器，用于预热空气压缩机进口空气，可有效提升进口空气温度，从而降低空气压缩机压比和空气压缩机耗功，提高***储能效率。第五，本发明设置了两级膨胀，对于空气透平，空气再热器可有效提高第二空气透平入口参数，提高其输出功进而提高***效率，对于汽轮机，设置再热器可增加汽轮机出力并有效提高汽轮机排汽干度防止发生汽蚀。第六，本发明储能过程采用空气压缩时产生的大量压缩热，且储能过程中进出装置的空气均直接来源于大气，避免了设置大体积储罐，有效降低了装置整体体积，提升装置能量密度。第七，本发明布置了多个控制阀，可灵活调节***运行工况，按需切换***运行状态。第八，本发明设有多个换热器，梯级利用能量，设置中温罐回收低品位余热并加以利用，提高能量利用率。

工作原理：初始状态下，关闭所有第一控制阀23到第十控制阀32，装置处于停机状态。

当用户处于用电低谷时，关闭第三控制阀25、第四控制阀26、第六控制阀28、第八控制阀30，打开第一控制阀23、第二控制阀24、第五控制阀27、第七控制阀29、第九控制阀31、第十控制阀32，压缩空气与水蒸气循环耦合的储能装置的储能部分进行工作，大气中的常温常压空气经过第一控制阀23进入第一空气预热器1，在第一空气预热器1中吸收来自第二中温罐15中高温储热介质的热量升温，从第一空气预热器1流出，流入第二空气预热器2，在第二空气预热器2中吸收来自第一中温罐14中高温储热介质的热量升温，再从第二空气预热器2流出，流入空气压缩机3升压，用电低谷时的部分电能带动空气压缩机3转动，使其变为高温高压空气，再流入空气冷却器4第一进口将热量传递给来自低温罐13的低温储热介质，空气从空气冷却器4第一出口流出，进入第一空气透平5膨胀做功，膨胀后的低温中压空气进入空气再热器6中，与来自常温罐9的蓄冷介质换热，吸热后的空气进入第二空气透平7中进一步膨胀做功，膨胀后的低温常压空气进入制冷器8中，与来自常温罐9的蓄冷介质换热，换热后的空气直接排入大气。

第二中温罐15中的高温储热介质通过第七控制阀29流出在第一空气预热器1中和空气换热，放热后的高温储热介质流入低温罐13中储存，第一中温罐14中的高温储热介质通过第五控制阀27流出在第二空气预热器2中和空气换热，放热后的高温储热介质流入低温罐13中储存，低温罐13中的低温储热介质经过第二控制阀24流出，在空气冷却器4中与空气换热后变为高温储热介质，进入高温罐12中储存。

常温罐9中的蓄冷介质经第十控制阀32流出，在空气再热器6中与空气换热，蓄冷介质温度降低后流入蓄冷罐10中储存，常温罐9中的蓄冷介质经第九控制阀31流出，在制冷器8中与空气换热，蓄冷介质降温后流入蓄冷罐10中储存。至此完成工质的储能循环。

当用户处于用电高峰时，关闭第一控制阀23、第二控制阀24、第五控制阀27、第七控制阀29、第九控制阀31、第十控制阀32，打开第三控制阀25、第四控制阀26、第六控制阀28、第八控制阀30，压缩空气与水蒸气循环耦合的储能装置的释能部分进行工作，低温低压水进入泵16中加压，出口的高压水进入预热器17中与高温储热介质换热升温至饱和水，预热器17流出的饱和水进入蒸发器18中与来自高温罐12的高温储热介质换热升温至饱和蒸汽状态，蒸发器18第一出口的饱和蒸汽进入过热器19中与从高温罐12中流出的高温储热介质换热，被进一步加热至过热状态，过热器19第一出口的过热水蒸气进入第一汽轮机21中膨胀做功进行发电，出口的蒸汽进入再热器20中，蒸汽在再热器20中被来自高温罐12的高温储热介质加热至过热水蒸气状态，过热水蒸气进入第二汽轮机22中膨胀做功进行发电，膨胀后的乏汽进入冷凝器11中与来自蓄冷罐10的蓄冷介质换热至饱和水状态，冷凝器11第一出口流出的饱和水流入泵16。

高温罐12经第三控制阀25流出的高温储热介质共分为三路，第一路流入蒸发器18中与饱和水换热，蒸发器18出口的高温储热介质又分为两路，其一经过第四控制阀26进入预热器17中释放热量，另一经过第六控制阀28进入第一中温罐14中储存，第二路流入过热器19中与饱和蒸汽换热，过热器19出口的高温储热介质流入第一中温罐14中储存，第三路流入再热器20中与蒸汽换热，再热器20出口的高温储热介质进入第二中温罐15中储存。

蓄冷罐10中的蓄冷介质经第八控制阀30流出，在冷凝器11中吸热，冷凝器11第二出口流出的蓄冷介质流入常温罐9中储存，至此完成工质的释能循环。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种压缩空气与水蒸气循环耦合的储能方法，其特征在于，包括储能循环与释能循环，所述储能循环为常温常压空气与高温高压空气之间的循环，使得用电低谷时的部分电能转化成热能进行储能，所述释能循环为低温低压水与过热水蒸气之间的循环，使得热能转化成电能在用电高峰时进行释能，所述储能循环中产生的热能用于在释能循环中使低温低压水变为过热水蒸气；

其中，所述储能循环的具体步骤如下：

引入常温常压空气，将常温常压空气与高温储热介质进行热交换，使常温常压空气温度升高后得到高温常压空气；

将高温常压空气进行压缩，得到高温高压空气；

将高温高压空气与低温储热介质进行热交换，使高温高压空气温度降低后得到低温高压空气、低温储热介质温度升高后得到高温储热介质，高温储热介质用于为释能循环提供热量，使低温低压水升温后得到过热水蒸气；

将低温高压空气引入空气透平，使低温高压空气膨胀做功得到低温中压空气；

将低温中压空气与蓄冷介质进行热交换，低温中压空气温度升高之后再次引入空气透平，使其再次膨胀做功得到低温常压空气；

将低温常压空气再次与蓄冷介质进行热交换，使低温常压空气温度升高变为常温常压空气之后排入大气中。

2.根据权利要求1所述的一种压缩空气与水蒸气循环耦合的储能方法，其特征在于，所述释能循环的具体步骤如下：

引入低温低压水，将低温低压水进行加压之后得到低温高压水；

将低温高压水多次与来自储能循环的高温储热介质进行热交换，使低温高压水温度升高后得到过热水蒸气；

将过热水蒸气引入空气透平，使过热水蒸气膨胀做功，膨胀做功之后的过热水蒸气变为湿蒸汽；

将湿蒸汽再次与高温储热介质进行热交换，热交换得到过热水蒸气，对过热水蒸气再次引入空气透平，使过热水蒸气再次膨胀做功，再次膨胀做功之后的过热水蒸气变为乏汽；

将乏汽与蓄冷介质进行热交换，使乏汽温度降低后变为低温低压水，完成释能循环。

3.根据权利要求2所述的一种压缩空气与水蒸气循环耦合的储能方法，其特征在于，所述低温高压水与高温储热介质进行热交换三次，使低温高压水先变为饱和水，再从饱和水变为饱和水蒸气，最后从饱和水蒸气变为过热水蒸气。

4.根据权利要求3所述的一种压缩空气与水蒸气循环耦合的储能方法，其特征在于，所述高温高压空气的温度为250-350℃、压力为150-250kPa，低温高压空气的温度为25-35℃、压力为150-250kPa，低温中压空气的温度为-10-10℃、压力为80-180kPa，低温常压空气温度为-10-10℃、压力为101.25kPa，低温高压水的温度为25-35℃、压力为1500-2500kPa，过热水蒸气的温度为245-345℃，湿蒸汽的温度为100-150℃。

5.一种压缩空气与水蒸气循环耦合的储能装置，其特征在于，使用如权利要求4所述的压缩空气与水蒸气循环耦合的储能方法，包括：

第一中温罐（14）与第二中温罐（15），内部分别设置有高温储热介质；

第一空气预热器（1）与第二空气预热器（2），第一空气预热器（1）的第一进口用于引入空气，第一空气预热器（1）的第一出口与第二空气预热器（2）的第一进口连接，第二中温罐（15）的出口与第一空气预热器（1）的第二进口连接，第一中温罐（14）的出口与第二空气预热器（2）的第二进口连接；

空气压缩机（3），进口与第二空气预热器（2）的第一出口连接；

空气冷却器（4），第一进口与空气压缩机（3）的出口连接；

低温罐（13），出口与空气冷却器（4）的第二进口连接，所述低温罐（13）内部设置有低温储热介质；

第一空气透平（5），进口与空气冷却器（4）的第一出口连接；

空气再热器（6），第一进口与第一空气透平（5）的出口连接；

第二空气透平（7），进口与空气再热器（6）的第一出口连接；

制冷器（8），第一进口与第二空气透平（7）的出口连接，所述制冷器（8）的第一出口连接大气；

常温罐（9），第一出口与制冷器（8）的第二进口连接，所述常温罐（9）的第二出口与空气再热器（6）的第二进口连接。

6.根据权利要求5所述的一种压缩空气与水蒸气循环耦合的储能装置，其特征在于，所述空气冷却器（4）的第二出口连接有高温罐（12）的进口，所述第一空气预热器（1）的第二出口与低温罐（13）的第二进口连接，所述第二空气预热器（2）的第二出口与低温罐（13）的第三进口连接，所述制冷器（8）的第二出口连接有蓄冷罐（10）的第一进口，所述空气再热器（6）的第二出口与蓄冷罐（10）第二进口连接。

7.根据权利要求6所述的一种压缩空气与水蒸气循环耦合的储能装置，其特征在于，还包括预热器（17），所述预热器（17）的第一进口连接有泵（16）的出口，所述预热器（17）的第一出口连接有蒸发器（18）第一进口，所述蒸发器（18）的第一出口连接有过热器（19）的第一进口，所述过热器（19）的第一出口连接第一汽轮机（21）的进口，所述第一汽轮机（21）的出口连接有再热器（20）的第一进口，所述再热器（20）的第一出口连接有第二汽轮机（22）的进口，所述第二汽轮机（22）的出口连接有冷凝器（11）的第一进口，所述冷凝器（11）的第一出口与泵（16）的进口连接，所述高温罐（12）的出口分为三路且三路分别与蒸发器（18）的第二进口、过热器（19）的第二进口、再热器（20）的第二进口连接，所述蒸发器（18）的第二出口分为两路且两路分别与第一中温罐（14）的第二进口、预热器（17）的第二进口连接，所述再热器（20）的第二出口与第二中温罐（15）的进口连接，所述冷凝器（11）的第二进口与蓄冷罐（10）的出口连接。

8.根据权利要求7所述的一种压缩空气与水蒸气循环耦合的储能装置，其特征在于，所述冷凝器（11）的第二出口与常温罐（9）的进口连接。

9.根据权利要求8所述的一种压缩空气与水蒸气循环耦合的储能装置，其特征在于，所述高温储热介质与低温储热介质为水、导热油中的一种。

10.根据权利要求8所述的一种压缩空气与水蒸气循环耦合的储能装置，其特征在于，所述蓄冷介质为水或者蓄冷冰浆。