一種高效儲能發(fā)電方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高效儲能發(fā)電方法及系統(tǒng)，將液態(tài)空氣經(jīng)氣化后產(chǎn)生的低溫高壓氣體，送入氣體混合引流器（7），利用科恩達(dá)效應(yīng)，帶動氣體混合引流器（7）中的其他氣體，形成更大的氣流，進(jìn)入膨脹機(jī)（9）進(jìn)行膨脹，從而驅(qū)動發(fā)電機(jī)（10）發(fā)電。本發(fā)明充分利用流體力學(xué)的技術(shù)，大大提高了液態(tài)空氣氣化效率、液態(tài)空氣利用效率、環(huán)境能量利用效率，降低了氣體輸送動力成本。
【專利說明】一種高效儲能發(fā)電方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及儲存能量以及用儲存的能量發(fā)電的領(lǐng)域，特別是一種高效的儲能發(fā)電的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]新能源的研發(fā)、存儲和利用是當(dāng)今社會重點(diǎn)解決的問題，目前儲能方式主要分為三類:機(jī)械儲能、電磁儲能、電化學(xué)儲能。
[0003]儲能技術(shù)主要分為物理儲能(如抽水儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等)、化學(xué)儲能(如鉛酸電池、氧化還原液流電池、鈉硫電池、鋰離子電池)和電磁儲能(如超導(dǎo)電磁儲能、超級電容器儲能等)三大類。根據(jù)各種儲能技術(shù)的特點(diǎn)，飛輪儲能、超導(dǎo)電磁儲能和超級電容器儲能適合于需要提供短時(shí)較大的脈沖功率場合，如應(yīng)對電壓暫降和瞬時(shí)停電、提高用戶的用電質(zhì)量，抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性等，不適用于日常用電；而抽水儲能、壓縮空氣儲能和電化學(xué)電池儲能適合于系統(tǒng)調(diào)峰、大型應(yīng)急電源、可再生能源并入等大規(guī)模、大容量的應(yīng)用場合。抽水儲能受地理?xiàng)l件限制、資源限制和規(guī)模限制，同樣不適于日常用電；電化學(xué)電池儲能主要問題在于雖然單位儲能大，但不環(huán)保、使用期內(nèi)電池性能衰變、整體成本高、技術(shù)并不成熟，難于大規(guī)模推廣應(yīng)用，中國電力科學(xué)研究院的2011年，國家風(fēng)光儲輸示范工程(一期)實(shí)際運(yùn)行效果已說明問題；而傳統(tǒng)壓縮空氣儲能需要耗費(fèi)大量額外能源，本身能源轉(zhuǎn)換效率不能大幅提高，僅在1978年德國和1991年美國大規(guī)模單項(xiàng)應(yīng)用過，不見國際上再有應(yīng)用。
[0004]目前最成熟的大規(guī)模儲能方式是抽水蓄能，它需要配建上、下游兩個(gè)水庫。在負(fù)荷低谷時(shí)段抽水蓄能設(shè)備處于電動機(jī)工作狀態(tài)，將下游水庫的水抽到上游水庫保存，在負(fù)荷高峰時(shí)設(shè)備處于發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)，利用儲存在上游水庫中的水發(fā)電。其能量轉(zhuǎn)換效率在70%到75%左右。但由于受建站選址要求高、建設(shè)周期長和動態(tài)調(diào)節(jié)響應(yīng)速度慢等因素的影響，抽水儲能技術(shù)的大規(guī)模推廣應(yīng)用受到一定程度的限制。目前全球抽水儲能電站總裝機(jī)容量9000萬千瓦，約占全球發(fā)電裝機(jī)容量的3%。
[0005]壓縮空氣儲能是另一種能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的儲能方式。利用這種儲能方式，在電網(wǎng)負(fù)荷低谷期將富余電能用于驅(qū)動空氣壓縮機(jī)，將空氣高壓密封在山洞、報(bào)廢礦井和過期油氣井中；在電網(wǎng)負(fù)荷高峰期釋放壓縮空氣推動燃汽輪機(jī)發(fā)電。由于具有效率高、壽命長、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，且能源轉(zhuǎn)化效率較高(約為75%左右)，因而壓縮空氣儲能是具有發(fā)展?jié)摿Φ膬δ芗夹g(shù)之一。但受地理?xiàng)l件限制。
[0006]近年來，國內(nèi)外學(xué)者發(fā)展了液態(tài)空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)。當(dāng)需要儲存能量時(shí)，液態(tài)空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)首先將常溫的空氣進(jìn)行壓縮液化，進(jìn)行儲能；在需要釋放能量時(shí)，通過對液態(tài)空氣升溫加壓，液態(tài)空氣通過膨脹機(jī)膨脹產(chǎn)生氣體，驅(qū)動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，實(shí)現(xiàn)能量輸出。液態(tài)空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)由于采用常壓液態(tài)空氣儲存，儲能密度較高，無污染。
[0007]但是，現(xiàn)有的液態(tài)空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)都是采用熱交換的方式，主要是利用液態(tài)空氣膨脹后得到的氣體驅(qū)動發(fā)電機(jī)做功，存在效率低、系統(tǒng)復(fù)雜度高、體積大等缺陷。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明為了解決上述問題，設(shè)計(jì)了一種高效儲能發(fā)電方法和系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明的目的是針對解決現(xiàn)有液態(tài)空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)效率低、系統(tǒng)復(fù)雜度高、體積大等問題，利用空氣動力學(xué)原理，提出一種高效儲能發(fā)電方法和系統(tǒng)，在儲能發(fā)電系統(tǒng)中增加射流泵、空氣放大器以及氣流補(bǔ)熵升溫部件，使得液態(tài)空氣膨脹得到的氣體，能夠帶動是其10倍-100倍的氣體驅(qū)動膨脹機(jī)做功，從而大大提高了系統(tǒng)效率。
[0010]實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種高效儲能發(fā)電方法，應(yīng)用于液態(tài)空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，將液態(tài)空氣經(jīng)氣化后產(chǎn)生的低溫高壓氣體，送入氣體混合引流器(7)，利用科恩達(dá)效應(yīng)，帶動氣體混合引流器(7)中的其他氣體，形成更大的氣流，進(jìn)入膨脹機(jī)(9)進(jìn)行膨脹，從而驅(qū)動發(fā)電機(jī)(10)發(fā)電。
[0011]優(yōu)選地，所述氣體混合引流器(7)中的其他氣體是由氣體膨脹段(20)、熱交換器
(21)、氣體收縮段(24)提供的，其中，輸入系統(tǒng)中的氣體首先進(jìn)入氣體膨脹段(20)，氣體的橫截面增加，流速減慢，壓力減小，溫度降低，然后氣體進(jìn)入熱交換器(21)中補(bǔ)熱，升溫，升壓，其后氣體進(jìn)入氣體收縮段(24)，氣體的橫截面減小，密度增加，壓力增加，流速增加，最后由氣體收縮段(24)將升溫增壓后的氣體送入氣體混合引流器(7)。
[0012]優(yōu)選地，所述液態(tài)空氣首先由超低溫高壓液體泵(2)，加壓抽送至射流引流器
(3)，液態(tài)空氣在射流引流器(3)中噴射帶動所述射流引流器(3)中輸入的氣體流動，形成超低溫高壓氣液混合物質(zhì)，輸送至高壓氣化蒸發(fā)器(5 )進(jìn)行氣化。
[0013]優(yōu)選地，所述射流引流器(3)中輸入的氣體由氣體收縮段(24)提供。
[0014]優(yōu)選地，經(jīng)膨脹機(jī)(9)排出的乏氣與經(jīng)空氣過濾器(11)輸入到系統(tǒng)內(nèi)的氣體，只有1/100-1/10的比例被輸送到空氣液化裝置(13)用于產(chǎn)生液態(tài)空氣，其余的氣體被輸送到氣體膨脹段(20)。
[0015]本發(fā)明還提供一種高效儲能發(fā)電系統(tǒng)，包括超低溫液態(tài)空氣儲液罐(1)，氣體混合引流器(7)，膨脹機(jī)(9)，發(fā)電機(jī)(10)，其特征在于，所述超低溫液態(tài)空氣儲液罐(1)，用于存儲液態(tài)空氣；所述氣體混合引流器(7)，用于利用科恩達(dá)效應(yīng)，使輸入的由液態(tài)空氣氣化后產(chǎn)生的低溫高壓氣體，帶動其內(nèi)部的其他氣體，形成更大的氣流；所述膨脹機(jī)(9)，用于對氣體混合引流器(7)輸出的氣流進(jìn)行膨脹；所述發(fā)電機(jī)(10)，用于使用經(jīng)膨脹機(jī)(9)膨脹的氣體驅(qū)動發(fā)電。
[0016]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括氣體膨脹段(20)、熱交換器(21)、氣體收縮段(24)，所述氣體膨脹段(20)，用于使輸入系統(tǒng)的氣體的橫截面增加，流速減慢，壓力減小，溫度降低，此后將氣體送入熱交換器(21);所述熱交換器(21)，用于將輸入的氣體補(bǔ)熱，升溫、升壓，此后將氣體送入氣體收縮段(24);所述氣體收縮段(24)，用于使輸入的氣體橫截面減小，密度增力口，壓力增加，流速增加，此后將氣體送入氣體混合弓I流器(7 )。
[0017]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括超低溫高壓液體泵(2)、射流引流器(3)、高壓氣化蒸發(fā)器(5)，所述超低溫高壓液體泵(2)，用于將所述超低溫液態(tài)空氣儲液罐(I)中的液態(tài)空氣加壓抽送至射流引流器(3);所述射流引流器(3)，用于使噴射的液態(tài)空氣帶動輸入其內(nèi)部的氣體流動，形成超低溫高壓氣液混合物質(zhì)，輸送至高壓氣化蒸發(fā)器(5);所述高壓氣化蒸發(fā)器(5),用于對輸入的超低溫高壓氣液混合物質(zhì)進(jìn)行氣化。
[0018]優(yōu)選地，所述射流引流器(3)中輸入的氣體由氣體收縮段(24)提供。
[0019]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括空氣過濾器(11)，空氣液化裝置(13)，所述空氣過濾器
(11)，用于過濾輸入到系統(tǒng)內(nèi)的氣體中的雜質(zhì)、水分；所述空氣液化裝置(13)，用于對經(jīng)膨脹機(jī)(9 )排出的乏氣與經(jīng)空氣過濾器(11)輸入到系統(tǒng)內(nèi)的氣體的I /100-1 /10，進(jìn)行液化，產(chǎn)生液態(tài)空氣；所述氣體膨脹段(20)，還用于接收經(jīng)膨脹機(jī)(9)排出的乏氣與經(jīng)空氣過濾器(11)輸入到系統(tǒng)內(nèi)的氣體中，除去輸送到空氣液化裝置(13)后余下的部分空氣。
[0020]本發(fā)明的高效儲能發(fā)電方法和系統(tǒng)，充分利用流體力學(xué)的技術(shù)，大大提高了液態(tài)空氣氣化效率、液態(tài)空氣利用效率、環(huán)境能量利用效率，降低了氣體輸送動力成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明所述高效儲能發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明所述射流引流器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明所述氣體混合引流器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行具體描述。
[0023]圖1是本發(fā)明所述高效儲能發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該系統(tǒng)包括超低溫液態(tài)空氣儲液罐1，其與超低溫高壓液體泵2相連，超低溫高壓液體泵2與射流引流器3相連，射流引流器3經(jīng)超低溫高壓氣液混合管路4與高壓氣化蒸發(fā)器5相連，高壓氣化蒸發(fā)器5經(jīng)低溫高壓空氣管路6與氣體混合引流器7相連。高壓氣化蒸發(fā)器5還具有熱源液輸入27及熱源液輸出28。
[0024]氣體混合引流器7經(jīng)常溫高壓空氣管路8與膨脹機(jī)9相連，膨脹機(jī)9與發(fā)電機(jī)10相連。膨脹機(jī)9排氣閥輸出的乏氣與空氣過濾器11輸入的氣體通過乏氣管路12，少部分送往空氣液化裝置13，余下大部分送往氣體膨脹段20。氣體膨脹段20與熱交換器21相連，熱交換器21與氣體收縮段24相連，氣體收縮段24內(nèi)的氣體同樣送往氣體混合引流器7，同時(shí)，還通過管路29送往射流引流器3。熱交換器21還具有熱源介質(zhì)輸入22與熱源介質(zhì)輸出23。
[0025]空氣液化裝置13具有冷卻工質(zhì)輸入16和冷卻工質(zhì)輸出30，冷卻工質(zhì)輸出30與壓縮機(jī)31相連，壓縮機(jī)31與冷凝器18相連，冷凝器18將熱量存儲在儲熱罐19中。儲熱罐19還具有儲熱介質(zhì)輸入25及儲熱介質(zhì)輸出26。冷凝器經(jīng)膨脹節(jié)流閥17與冷卻工質(zhì)輸入16相連。
[0026]液化空氣輸出14與超低溫低壓液體泵15相連，超低溫低壓液體泵15與超低溫液態(tài)空氣儲液罐I相連。
[0027]下面描述所述高效儲能發(fā)電系統(tǒng)的工作過程:
首先，液態(tài)空氣從超低溫液態(tài)空氣儲液罐I中被抽出，經(jīng)超低溫高壓液體泵2加壓至10MPa-60MPa,高壓液體通過射流引流器3，產(chǎn)生氣液混合、高速高壓噴射的流體，通過超低溫高壓氣液混合管路4輸送，進(jìn)入高壓氣化蒸發(fā)器5。高壓氣化蒸發(fā)器5通過熱源液輸入27帶來的大量熱量使得氣體繼續(xù)升溫，形成高壓氣化氣。高壓氣化蒸發(fā)器5可以使用各種高能量密度的熱源，同時(shí)熱源液輸出28非常適于輸出冷量，可以用于系統(tǒng)或其他需要冷量的地方。
[0028]此后，高壓氣化氣經(jīng)低溫高壓空氣管路6，到達(dá)氣體混合引流器7。在氣體混合引流器7中，經(jīng)過抽真空和加壓混合的作用，由低溫高壓空氣管路6輸入的少量高壓低溫氣流帶動氣體收縮段24輸入的常溫氣體，形成更大的氣流輸往膨脹機(jī)9。膨脹機(jī)9同軸輸出帶動發(fā)電機(jī)10進(jìn)行發(fā)電，輸出電能。膨脹機(jī)9可以采用汽輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等可以實(shí)現(xiàn)膨脹做功轉(zhuǎn)化為動力的各種設(shè)備。
[0029]由于射流引流器3和氣體混合引流器7可以帶動數(shù)10倍的氣流流動，使得常溫高壓空氣管路8內(nèi)的氣體壓力達(dá)到2MPa-5MPa，可以更高效地驅(qū)動中壓的膨脹機(jī)9做功。
[0030]整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的氣體總量是動態(tài)變化的?？諝膺^濾器11不僅可以實(shí)現(xiàn)過濾灰塵、水分的作用，還可以實(shí)現(xiàn)雙向調(diào)節(jié)氣體總量的作用。當(dāng)管路壓力大于環(huán)境壓力時(shí)，其實(shí)現(xiàn)排氣的作用；當(dāng)管路的壓力小于環(huán)境壓力時(shí)，其實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣的作用。當(dāng)制備液態(tài)空氣時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部的氣體量產(chǎn)生消耗，就需要從外界補(bǔ)充氣體；而輸出能量時(shí)，由于制備液態(tài)空氣的那部分部件是停機(jī)的，液態(tài)空氣釋能發(fā)電時(shí)產(chǎn)生的氣體是逐步增加的，會產(chǎn)生大量的氣體，加之不斷有氣體補(bǔ)充進(jìn)入系統(tǒng)，因此，過多的氣體就需要經(jīng)空氣過濾器11排出。
[0031]乏氣管路12工作于環(huán)境氣壓，或略小于環(huán)境氣壓，其管路內(nèi)的空氣是潔凈的，沒有水分的，可供循環(huán)使用，其中的百分之一到十分之一的氣體被輸往空氣液化裝置13?？諝庖夯b置13是工業(yè)上成熟的產(chǎn)品，用于將輸送過來的空氣壓縮、冷卻、液化為液態(tài)空氣，其需要冷卻工質(zhì)輸入16提供冷量，同時(shí)由冷卻工質(zhì)輸出30把制備液態(tài)空氣所產(chǎn)生的熱量抽走。冷卻工質(zhì)經(jīng)過壓縮機(jī)31、冷凝器18，釋放熱量，把熱量存儲于儲熱罐19。儲熱罐19是一個(gè)保溫容器，可以用純水作為工質(zhì)。而儲熱介質(zhì)輸入25、儲熱介質(zhì)輸出26可以用來吸收熱能供輸出時(shí)使用?？諝庖夯b置13產(chǎn)生的液化空氣由液化空氣輸出14進(jìn)行輸出，并由超低溫低壓液體泵15泵入超低溫液態(tài)空氣儲液罐I中進(jìn)行儲存。
[0032]乏氣管路12中的氣體，只有百分之一到十分之一的部分被輸往空氣液化裝置13，余下的大部分氣體進(jìn)入氣體膨脹段20。管路輸送的氣體經(jīng)過氣體膨脹段20、熱交換器21、氣體收縮段24，完成先膨脹降溫降壓，再利于用環(huán)境熱能補(bǔ)熵，最后收縮增壓做功的過程，即空氣動力學(xué)理論中的氣流補(bǔ)熵升溫過程。氣體進(jìn)入氣體膨脹段20時(shí)，氣體的橫截面增力口，流速減慢，壓力減小，溫度降低。然后氣體進(jìn)入熱交換器21中補(bǔ)熱、升溫、升壓，由熱源介質(zhì)輸入22把環(huán)境中低溫的熱量傳遞給熱交換器21中流動的氣體。隨著熱交換逐步完成，氣體到達(dá)氣體收縮段24，已達(dá)到可以實(shí)現(xiàn)的最高溫度，介于_5°C到50°C之間。這個(gè)溫度取決于熱源介質(zhì)溫度的高低。熱源介質(zhì)可以是氣體，也可以是液體。氣體進(jìn)入氣體收縮段24后，氣體的橫截面減小，密度增加、壓力增加、流速增加。這種攜帶有熱量的氣體進(jìn)入氣體混合引流器7中，和低溫高壓空氣管路6輸送的低溫高壓氣體混合，產(chǎn)生了溫度盡可能高的氣體氣流，氣流的壓力達(dá)到2-5MPa，從而更高效地推動膨脹機(jī)9工作。
[0033]氣體收縮段24中的氣體還通過管路29送往射流引流器3。氣體收縮段24可以提供系統(tǒng)利用環(huán)境溫度產(chǎn)生的壓力最大，溫度最高的空氣，從而更有利于射流引流器3產(chǎn)生高速、高壓的氣液混合物質(zhì)。此外，由于氣體收縮段24注入的是純凈的空氣，水分較少，還可以避免在射流引流器3中形成結(jié)冰結(jié)霜的情況。
[0034]圖2是本發(fā)明所述射流引流器3的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，所述射流引流器3包括高壓射流輸入34，高壓射流噴管35，高壓氣液混合空腔36。射流引流器3利用射流泵的原理實(shí)現(xiàn)，超低溫高壓泵2使高壓的液態(tài)空氣流體由高壓射流輸入34進(jìn)入射流引流器3內(nèi)，在高壓射流噴管35處高速噴射，由于噴射產(chǎn)生了相當(dāng)于抽真空的作用，可以吸附周邊的介質(zhì)一起運(yùn)動，這里周邊的介質(zhì)是由管路29輸入的空氣。射流及其帶動的空氣在高壓氣液混合空腔36中充分混合，形成了超低溫高壓氣液混合物質(zhì)，經(jīng)過超低溫高壓氣液混合管路4輸入到高壓氣化蒸發(fā)器5實(shí)現(xiàn)氣化。由于所述射流引流器3能夠帶動3-5倍的氣流流動，使得部分排氣混合入高壓氣化蒸發(fā)器5，導(dǎo)入的是熱能和純凈的氣體，有利于高壓氣化蒸發(fā)器5工作，使得液態(tài)空氣立即氣化成超低溫氣體，提高了氣化效率，便于高壓氣化蒸發(fā)器5后續(xù)工作。
[0035]圖3是本發(fā)明所述氣體混合引流器7的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，所述氣體混合引流器7內(nèi)部包括高壓氣體噴口 33，低溫高壓空氣管路6是其高壓氣體輸入口，氣體收縮段24是其待弓I流的相對低壓的氣體輸入口，而常溫高壓空氣管路8則是混合后空氣的輸出口。氣體混合引流器7實(shí)質(zhì)是一個(gè)空氣放大器，當(dāng)由低溫高壓空氣管路6輸入的高速高壓氣體在高壓氣體噴口 33噴射時(shí)，形成抽真空的效果，會帶動氣體收縮段24輸入的氣體一同前進(jìn)，根據(jù)科恩達(dá)效應(yīng)，噴射到所述氣體混合引流器7的附壁上的氣體也會帶動周圍的氣體一起運(yùn)動。根據(jù)噴口的形狀和布設(shè)的方式不同，理論會產(chǎn)生最大30倍的氣體放大帶動作用。所述氣體混合引流器7中，由低溫高壓空氣管路6輸入的少量高壓低溫氣流帶動氣體收縮段24輸入的高溫氣體，形成更大的氣流，從而更好地混合升溫，產(chǎn)生了溫度盡可能高的氣體氣流，氣流的壓力達(dá)到2-5MPa，更加有利于氣體進(jìn)入膨脹機(jī)膨脹做功，提高了液態(tài)空氣的利用效率。
[0036]現(xiàn)有的液態(tài)空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)，需要把使用完的乏氣全部變成液體，然后在下一個(gè)循環(huán)中，只利用液態(tài)空氣氣化產(chǎn)生的氣體來膨脹做功，實(shí)現(xiàn)能量輸出。本發(fā)明中，由于借助流體力學(xué)，無須如現(xiàn)有的系統(tǒng)一樣把使用完的乏氣全部變成液體，而是只需要把百分之一到十分之一的氣體變成液體再進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。在下一個(gè)工作循環(huán)中，這百分之一到十分之一被液化的空氣，重新被氣化，但是卻可以帶動10-100倍的氣體流動，這更大量的氣流，溫度更高，壓力更大，大大提高了整個(gè)系統(tǒng)膨脹做功的效率。而且上述提高液態(tài)空氣氣化效率、液態(tài)空氣利用效率的過程，完全是利用流體力學(xué)的原理實(shí)現(xiàn)的，并未消耗電能，充分利用了環(huán)境熱量，使得環(huán)境能量利用效率也進(jìn)一步提高。
[0037]上述技術(shù)方案僅體現(xiàn)了本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)選技術(shù)方案，本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員對其中某些部分所可能做出的一些變動均體現(xiàn)了本發(fā)明的原理，屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高效儲能發(fā)電方法，應(yīng)用于液態(tài)空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，將液態(tài)空氣經(jīng)氣化后產(chǎn)生的低溫高壓氣體，送入氣體混合引流器(7)，利用科恩達(dá)效應(yīng)，帶動氣體混合引流器(7)中的其他氣體，形成更大的氣流，進(jìn)入膨脹機(jī)(9)進(jìn)行膨脹，從而驅(qū)動發(fā)電機(jī)(10)發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣體混合引流器(7)中的其他氣體是由氣體膨脹段(20)、熱交換器(21)、氣體收縮段(24)提供的，其中，輸入系統(tǒng)中的氣體首先進(jìn)入氣體膨脹段(20)，氣體的橫截面增加，流速減慢，壓力減小，溫度降低，然后氣體進(jìn)入熱交換器(21)中補(bǔ)熱，升溫，升壓，其后氣體進(jìn)入氣體收縮段(24)，氣體的橫截面減小，密度增加，壓力增加，流速增加，最后由氣體收縮段(24)將升溫增壓后的氣體送入氣體混合引流器(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述液態(tài)空氣首先由超低溫高壓液體泵(2)，加壓抽送至射流引流器(3)，液態(tài)空氣在射流引流器(3)中噴射帶動所述射流引流器(3)中輸入的氣體流動，形成超低溫高壓氣液混合物質(zhì)，輸送至高壓氣化蒸發(fā)器(5)進(jìn)行氣化。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述射流引流器(3)中輸入的氣體由氣體收縮段(24)提供。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，經(jīng)膨脹機(jī)(9)排出的乏氣與經(jīng)空氣過濾器(11)輸入到系統(tǒng)內(nèi)的氣體，只有少部分被輸送到空氣液化裝置(13)用于產(chǎn)生液態(tài)空氣，其余大部分氣體被 輸送到氣體膨脹段(20 )。
6.一種高效儲能發(fā)電系統(tǒng)，包括超低溫液態(tài)空氣儲液罐(1)，氣體混合引流器(7)，膨脹機(jī)(9)，發(fā)電機(jī)(10)，其特征在于， 所述超低溫液態(tài)空氣儲液罐(I)，用于存儲液態(tài)空氣； 所述氣體混合引流器(7)，用于利用科恩達(dá)效應(yīng)，使輸入的由液態(tài)空氣氣化后產(chǎn)生的低溫高壓氣體,帶動其內(nèi)部的其他氣體,形成更大的氣流； 所述膨脹機(jī)(9 )，用于對氣體混合引流器(7 )輸出的氣流進(jìn)行膨脹； 所述發(fā)電機(jī)(10 )，用于使用經(jīng)膨脹機(jī)(9 )膨脹的氣體驅(qū)動發(fā)電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括氣體膨脹段(20)、熱交換器(21)、氣體收縮段(24)， 所述氣體膨脹段(20)，用于使輸入系統(tǒng)的氣體的橫截面增加，流速減慢，壓力減小，溫度降低，此后將氣體送入熱交換器(21)； 所述熱交換器(21)，用于將輸入的氣體補(bǔ)熱，升溫、升壓，此后將氣體送入氣體收縮段(24)； 所述氣體收縮段(24 )，用于使輸入的氣體橫截面減小，密度增加，壓力增加，流速增加，此后將氣體送入氣體混合引流器(7 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括超低溫高壓液體泵(2)、射流引流器(3 )、高壓氣化蒸發(fā)器(5 )， 所述超低溫高壓液體泵(2)，用于將所述超低溫液態(tài)空氣儲液罐(I)中的液態(tài)空氣加壓抽送至射流引流器(3); 所述射流引流器(3)，用于使噴射的液態(tài)空氣帶動輸入其內(nèi)部的氣體流動，形成超低溫高壓氣液混合物質(zhì)，輸送至高壓氣化蒸發(fā)器(5)； 所述高壓氣化蒸發(fā)器(5 )，用于對輸入的超低溫高壓氣液混合物質(zhì)進(jìn)行氣化。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述射流引流器(3)中輸入的氣體由氣體收縮段(24)提供。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括空氣過濾器(11)，空氣液化裝置(13)， 所述空氣過濾器(11),用于過濾輸入到系統(tǒng)內(nèi)的氣體中的雜質(zhì)、水分； 所述空氣液化裝置(13)，用于對經(jīng)膨脹機(jī)(9)排出的乏氣與經(jīng)空氣過濾器(11)輸入到系統(tǒng)內(nèi)的氣體的少部分，進(jìn)行液化，產(chǎn)生液態(tài)空氣； 所述氣體膨脹段(20)，還用于接收經(jīng)膨脹機(jī)(9)排出的乏氣與經(jīng)空氣過濾器(11)輸入到系統(tǒng)內(nèi)的氣體中，除去輸送到空氣液化裝置(13)后余下的大部分空氣。
【文檔編號】F01B23/10GK103835766SQ201410099871
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月19日
【發(fā)明者】茍仲武 申請人:茍仲武