本申請(qǐng)涉及儲(chǔ)能，具體地涉及一種液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、由于風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源發(fā)電是依賴于自然資源條件，因而具有間歇發(fā)電、發(fā)電功率波動(dòng)大等特點(diǎn)。為了緩解再生能源發(fā)電并網(wǎng)、消納對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生的沖擊，保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，通常需要配套建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能和大規(guī)模調(diào)峰的儲(chǔ)能系統(tǒng)。

2、在諸多儲(chǔ)能技術(shù)中，壓縮空氣儲(chǔ)能由于具有綠色、安全、長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)，在儲(chǔ)能調(diào)峰領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。壓縮空氣儲(chǔ)能的原理為：將空氣壓縮至高壓狀態(tài)并儲(chǔ)存，需要釋能時(shí)利用高壓空氣經(jīng)過透平機(jī)進(jìn)行發(fā)電。然而，壓縮空氣儲(chǔ)能的儲(chǔ)能密度較低，并且儲(chǔ)存壓縮空氣時(shí)依賴于特殊地理?xiàng)l件，如地下鹽穴、人工硐室等，或者依賴于大量高壓容器和管道，導(dǎo)致施工成本、設(shè)備成本較高，經(jīng)濟(jì)性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能密度低以及經(jīng)濟(jì)性差的問題，提供一種液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。

2、在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)包括空氣壓縮單元、空氣液化儲(chǔ)存單元、液態(tài)空氣氣化單元和蓄冷單元；所述空氣壓縮單元用于對(duì)引入的空氣進(jìn)行壓縮；所述空氣液化儲(chǔ)存單元包括一級(jí)換熱器、二級(jí)換熱器和液態(tài)空氣儲(chǔ)罐；所述液態(tài)空氣氣化單元包括一級(jí)氣化器、二級(jí)氣化器和第一空氣透平機(jī)；所述蓄冷單元包括用于存儲(chǔ)第一工質(zhì)的第一儲(chǔ)罐和第二儲(chǔ)罐，以及包括用于存儲(chǔ)第二工質(zhì)的第三儲(chǔ)罐和第四儲(chǔ)罐，所述第一儲(chǔ)罐中第一工質(zhì)的溫度高于第二儲(chǔ)罐中第一工質(zhì)的溫度，所述第三儲(chǔ)罐中第二工質(zhì)的溫度高于所述第四儲(chǔ)罐中第二工質(zhì)的溫度；所述空氣壓縮單元的壓縮空氣出口與所述一級(jí)換熱器的第一入口連通，所述第二儲(chǔ)罐的出口與所述一級(jí)換熱器的第二入口連通，所述一級(jí)換熱器的第一出口與所述二級(jí)換熱器的第一入口連通，所述一級(jí)換熱器的第二出口與所述第一儲(chǔ)罐的入口連通；所述第四儲(chǔ)罐的出口與所述二級(jí)換熱器的第二入口連通，所述二級(jí)換熱器的第一出口與所述液態(tài)空氣儲(chǔ)罐的入口連通，所述二級(jí)換熱器的第二出口與所述第三儲(chǔ)罐的入口連通；所述液態(tài)空氣儲(chǔ)罐的液體出口與所述一級(jí)氣化器的第一入口連通，所述第三儲(chǔ)罐的出口與所述一級(jí)氣化器的第二入口連通，所述一級(jí)氣化器的第一出口與所述二級(jí)氣化器的第一入口連通，所述一級(jí)氣化器的第二出口與所述第四儲(chǔ)罐的入口連通；所述第一儲(chǔ)罐的出口與所述二級(jí)氣化器的第二入口連通，所述二級(jí)氣化器的第一出口與所述第一空氣透平機(jī)的入口連通，所述二級(jí)氣化器的第二出口與所述第二儲(chǔ)罐的入口連通。

3、在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述空氣壓縮單元包括空氣過濾器、第一空氣壓縮機(jī)、第一級(jí)間換熱器、空氣純化裝置、第二空氣壓縮機(jī)和第二級(jí)間換熱器；所述空氣過濾器的入口用于引入空氣，所述空氣過濾器的出口與所述第一空氣壓縮機(jī)的入口連通，所述第一空氣壓縮機(jī)的出口與所述第一級(jí)間換熱器的第一入口連通，所述第一級(jí)間換熱器的第一出口與所述空氣純化裝置的第一入口連通，所述空氣純化裝置的出口與所述第二空氣壓縮機(jī)的入口連通，所述第二空氣壓縮機(jī)的出口與所述第二級(jí)間換熱器的第一入口連通，所述第二級(jí)間換熱器的第一出口與所述一級(jí)換熱器的第一入口連通。

4、在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述第一工質(zhì)為甲醇，所述第二工質(zhì)為丙烷。

5、在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述空氣液化儲(chǔ)存單元還包括第一液體透平機(jī)和第一節(jié)流閥；所述二級(jí)換熱器的第一出口與所述第一液體透平機(jī)的入口連通，所述第一液體透平機(jī)的出口與所述第一節(jié)流閥的入口連通，所述第一節(jié)流閥的出口與所述液態(tài)空氣儲(chǔ)罐的入口連通。

6、在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述液態(tài)空氣儲(chǔ)罐的氣體出口與所述二級(jí)換熱器的第三入口連通，所述二級(jí)換熱器的第三出口與所述一級(jí)換熱器的第三入口連通。

7、在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述一級(jí)換熱器的第三出口與所述空氣純化裝置的第二入口連通。

8、在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述液態(tài)空氣氣化單元還包括液空泵、第三級(jí)間換熱器、第四級(jí)間換熱器和第二空氣透平機(jī)；所述液態(tài)空氣儲(chǔ)罐的液體出口與所述液空泵的入口連通，所述液空泵的出口與所述一級(jí)氣化器的第一入口連通，所述二級(jí)氣化器的第一出口與所述第三級(jí)間換熱器的第一入口連通，所述第三級(jí)間換熱器的第一出口與所述第一空氣透平機(jī)的入口連通，所述第一空氣透平機(jī)的出口與所述第四級(jí)間換熱器的第一入口連通，所述第四級(jí)間換熱器的第一出口與所述第二空氣透平機(jī)的入口連通。

9、在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述液態(tài)空氣氣化單元還包括第五級(jí)間換熱器，所述第二空氣透平機(jī)的第一出口與第五級(jí)間換熱器的入口連通，所述第五級(jí)間換熱器的第一出口與所述空氣純化裝置的第二入口連通。

10、在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述空氣液化儲(chǔ)存單元還包括第二節(jié)流閥；所述二級(jí)換熱器的第一出口分別與所述第一液體透平機(jī)的入口以及所述第二節(jié)流閥的入口連通，所述第一液體透平機(jī)的出口以及所述第二節(jié)流閥的出口均與所述第一節(jié)流閥的入口連通。

11、在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述空氣液化儲(chǔ)存單元還包括氣體透平機(jī)；所述一級(jí)換熱器的第四出口與所述氣體透平機(jī)的入口連通，所述第二透平機(jī)的出口與所述二級(jí)換熱器的第三入口連通。

12、通過上述液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，所述液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)包括空氣壓縮單元、空氣液化儲(chǔ)存單元、液態(tài)空氣氣化單元和蓄冷單元；所述空氣壓縮單元用于對(duì)引入的空氣進(jìn)行壓縮；所述空氣液化儲(chǔ)存單元包括一級(jí)換熱器、二級(jí)換熱器和液態(tài)空氣儲(chǔ)罐；所述液態(tài)空氣氣化單元包括一級(jí)氣化器、二級(jí)氣化器和第一空氣透平機(jī)；所述蓄冷單元包括用于存儲(chǔ)第一工質(zhì)的第一儲(chǔ)罐和第二儲(chǔ)罐，以及包括用于存儲(chǔ)第二工質(zhì)的第三儲(chǔ)罐和第四儲(chǔ)罐，所述第一儲(chǔ)罐中第一工質(zhì)的溫度高于第二儲(chǔ)罐中第一工質(zhì)的溫度，所述第三儲(chǔ)罐中第二工質(zhì)的溫度高于所述第四儲(chǔ)罐中第二工質(zhì)的溫度；所述空氣壓縮單元的壓縮空氣出口與所述一級(jí)換熱器的第一入口連通，所述第二儲(chǔ)罐的出口與所述一級(jí)換熱器的第二入口連通，所述一級(jí)換熱器的第一出口與所述二級(jí)換熱器的第一入口連通，所述一級(jí)換熱器的第二出口與所述第一儲(chǔ)罐的入口連通；所述第四儲(chǔ)罐的出口與所述二級(jí)換熱器的第二入口連通，所述二級(jí)換熱器的第一出口與所述液態(tài)空氣儲(chǔ)罐的入口連通，所述二級(jí)換熱器的第二出口與所述第三儲(chǔ)罐的入口連通；所述液態(tài)空氣儲(chǔ)罐的液體出口與所述一級(jí)氣化器的第一入口連通，所述第三儲(chǔ)罐的出口與所述一級(jí)氣化器的第二入口連通，所述一級(jí)氣化器的第一出口與所述二級(jí)氣化器的第一入口連通，所述一級(jí)氣化器的第二出口與所述第四儲(chǔ)罐的入口連通；所述第一儲(chǔ)罐的出口與所述二級(jí)氣化器的第二入口連通，所述二級(jí)氣化器的第一出口與所述第一空氣透平機(jī)的入口連通，所述二級(jí)氣化器的第二出口與所述第二儲(chǔ)罐的入口連通。由于本申請(qǐng)實(shí)施例提供的液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)是將空氣以液態(tài)空氣的形式進(jìn)行儲(chǔ)存，因而能夠解決壓縮空氣儲(chǔ)能密度低的問題。并且，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)是將空氣以常壓液態(tài)空氣的形式進(jìn)行儲(chǔ)存，不用依賴特殊地理?xiàng)l件以及大量高壓容器和管道，成本較低。

13、本申請(qǐng)實(shí)施例的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

技術(shù)特征：

1.一種液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)包括空氣壓縮單元、空氣液化儲(chǔ)存單元、液態(tài)空氣氣化單元和蓄冷單元；所述空氣壓縮單元用于對(duì)引入的空氣進(jìn)行壓縮；所述空氣液化儲(chǔ)存單元包括一級(jí)換熱器、二級(jí)換熱器和液態(tài)空氣儲(chǔ)罐；所述液態(tài)空氣氣化單元包括一級(jí)氣化器、二級(jí)氣化器和第一空氣透平機(jī)；所述蓄冷單元包括用于存儲(chǔ)第一工質(zhì)的第一儲(chǔ)罐和第二儲(chǔ)罐，以及包括用于存儲(chǔ)第二工質(zhì)的第三儲(chǔ)罐和第四儲(chǔ)罐，所述第一儲(chǔ)罐中第一工質(zhì)的溫度高于第二儲(chǔ)罐中第一工質(zhì)的溫度，所述第三儲(chǔ)罐中第二工質(zhì)的溫度高于所述第四儲(chǔ)罐中第二工質(zhì)的溫度；所述空氣壓縮單元的壓縮空氣出口與所述一級(jí)換熱器的第一入口連通，所述第二儲(chǔ)罐的出口與所述一級(jí)換熱器的第二入口連通，所述一級(jí)換熱器的第一出口與所述二級(jí)換熱器的第一入口連通，所述一級(jí)換熱器的第二出口與所述第一儲(chǔ)罐的入口連通；所述第四儲(chǔ)罐的出口與所述二級(jí)換熱器的第二入口連通，所述二級(jí)換熱器的第一出口與所述液態(tài)空氣儲(chǔ)罐的入口連通，所述二級(jí)換熱器的第二出口與所述第三儲(chǔ)罐的入口連通；所述液態(tài)空氣儲(chǔ)罐的液體出口與所述一級(jí)氣化器的第一入口連通，所述第三儲(chǔ)罐的出口與所述一級(jí)氣化器的第二入口連通，所述一級(jí)氣化器的第一出口與所述二級(jí)氣化器的第一入口連通，所述一級(jí)氣化器的第二出口與所述第四儲(chǔ)罐的入口連通；所述第一儲(chǔ)罐的出口與所述二級(jí)氣化器的第二入口連通，所述二級(jí)氣化器的第一出口與所述第一空氣透平機(jī)的入口連通，所述二級(jí)氣化器的第二出口與所述第二儲(chǔ)罐的入口連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣壓縮單元包括空氣過濾器、第一空氣壓縮機(jī)、第一級(jí)間換熱器、空氣純化裝置、第二空氣壓縮機(jī)和第二級(jí)間換熱器；所述空氣過濾器的入口用于引入空氣，所述空氣過濾器的出口與所述第一空氣壓縮機(jī)的入口連通，所述第一空氣壓縮機(jī)的出口與所述第一級(jí)間換熱器的第一入口連通，所述第一級(jí)間換熱器的第一出口與所述空氣純化裝置的第一入口連通，所述空氣純化裝置的出口與所述第二空氣壓縮機(jī)的入口連通，所述第二空氣壓縮機(jī)的出口與所述第二級(jí)間換熱器的第一入口連通，所述第二級(jí)間換熱器的第一出口與所述一級(jí)換熱器的第一入口連通。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述第一工質(zhì)為甲醇，所述第二工質(zhì)為丙烷。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣液化儲(chǔ)存單元還包括第一液體透平機(jī)和第一節(jié)流閥；所述二級(jí)換熱器的第一出口與所述第一液體透平機(jī)的入口連通，所述第一液體透平機(jī)的出口與所述第一節(jié)流閥的入口連通，所述第一節(jié)流閥的出口與所述液態(tài)空氣儲(chǔ)罐的入口連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述液態(tài)空氣儲(chǔ)罐的氣體出口與所述二級(jí)換熱器的第三入口連通，所述二級(jí)換熱器的第三出口與所述一級(jí)換熱器的第三入口連通。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述一級(jí)換熱器的第三出口與所述空氣純化裝置的第二入口連通。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述液態(tài)空氣氣化單元還包括液空泵、第三級(jí)間換熱器、第四級(jí)間換熱器和第二空氣透平機(jī)；所述液態(tài)空氣儲(chǔ)罐的液體出口與所述液空泵的入口連通，所述液空泵的出口與所述一級(jí)氣化器的第一入口連通，所述二級(jí)氣化器的第一出口與所述第三級(jí)間換熱器的第一入口連通，所述第三級(jí)間換熱器的第一出口與所述第一空氣透平機(jī)的入口連通，所述第一空氣透平機(jī)的出口與所述第四級(jí)間換熱器的第一入口連通，所述第四級(jí)間換熱器的第一出口與所述第二空氣透平機(jī)的入口連通。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述液態(tài)空氣氣化單元還包括第五級(jí)間換熱器，所述第二空氣透平機(jī)的第一出口與第五級(jí)間換熱器的入口連通，所述第五級(jí)間換熱器的第一出口與所述空氣純化裝置的第二入口連通。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣液化儲(chǔ)存單元還包括第二節(jié)流閥；所述二級(jí)換熱器的第一出口分別與所述第一液體透平機(jī)的入口以及所述第二節(jié)流閥的入口連通，所述第一液體透平機(jī)的出口以及所述第二節(jié)流閥的出口均與所述第一節(jié)流閥的入口連通。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣液化儲(chǔ)存單元還包括氣體透平機(jī)；所述一級(jí)換熱器的第四出口與所述氣體透平機(jī)的入口連通，所述第二透平機(jī)的出口與所述二級(jí)換熱器的第三入口連通。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括氣壓縮單元、空氣液化儲(chǔ)存單元、液態(tài)空氣氣化單元和蓄冷單元。由于本方案提供的液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)是將空氣以液態(tài)空氣的形式進(jìn)行儲(chǔ)存，因而能夠解決壓縮空氣儲(chǔ)能密度低的問題。并且，本方案提供的液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)是將空氣以常壓液態(tài)空氣的形式進(jìn)行儲(chǔ)存，不用依賴特殊地理?xiàng)l件以及大量高壓容器和管道，成本較低。

技術(shù)研發(fā)人員：周嫻,姚宣,曹洲,陳建,松鵬,陳訓(xùn)強(qiáng),羅天賜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國(guó)能龍?jiān)喘h(huán)保有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6