專利名稱：液化空氣二次采能蓄能發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于液化空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)，特別是指一種以多種能源為動力， 以空氣液化存儲為基礎、可進行二次能量采集的液化空氣二次釆能蓄能發(fā)電 裝置。
背景技術(shù)：
風能、太陽能、潮沙能是目前公認的綠色可再生能源，但在實際利用中 存在能量密度小，持續(xù)穩(wěn)定性差的缺點。如目前的風力發(fā)電廠在并網(wǎng)發(fā)電時 為避免穩(wěn)定性差的缺點給電網(wǎng)造成危害，必須配備相應裝機容量的熱備熱力 發(fā)電廠，而這種方法明顯存在著增加較大額外無功資源消耗的缺點。
為解決這一問題，人們一直在尋求可持續(xù)穩(wěn)定的風力發(fā)電方法。近年來， 出現(xiàn)了利用風力發(fā)動機或其他動力對空氣進行壓縮、再用壓縮空氣帶動汽輪
機發(fā)電的方案，如申請?zhí)枮?0125473.1、名稱為 一種利用液態(tài)空氣儲存電 能的方法和申請?zhí)枮?00610085691.5、名稱為液氣儲能等技術(shù)方案。
上述現(xiàn)有技術(shù)雖然從理論上給出了儲能方式，但要實現(xiàn)其方案時存在著 明顯的嚴重技術(shù)問題和缺陷，液化空氣在汽化推動汽輪發(fā)電設備做功的過程 中需要吸收大量熱能，這一能量如不能及時提供與補充，整個汽化過程將迅 速減弱甚至停止，其發(fā)電過程無法穩(wěn)定實現(xiàn)。這如同日常所見的放在保溫桶 內(nèi)的液態(tài)氮，即便是敞開上部蓋子，液態(tài)氮也不會迅速成為氣態(tài)。而上述方 案都沒有對這 一 關(guān)鍵問題給與解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以實現(xiàn)可為汽輪發(fā)電設備提供穩(wěn)定輸出氣 源的液化空氣二次采能蓄能發(fā)電裝置。 本發(fā)明的整體技術(shù)構(gòu)思是
液化空氣二次釆能蓄能發(fā)電裝置，包括與動力輸入連接的空氣壓縮液化設備l，以及與之輸出適配的汽輪發(fā)電設備17;空氣壓縮液化設備l的輸出 連接液化空氣存儲設備4,液化空氣存儲設備4在二次采能氣化設備22的輔 助作用下輸出穩(wěn)定的氣源為汽輪發(fā)電設備17提供動力。
其中動力輸入中的包括但不局限于風能、太陽能、潮沙能以及化石能(熱 力發(fā)電)等可再生或不可再生的能源。其中重點用于風能、太陽能、潮汐能 等可再生能源。
本發(fā)明的具體技術(shù)構(gòu)思還有
二次釆能氣化設備22包括熱能存儲交換裝置、熱交換裝置或加熱裝置中 的一種或其結(jié)合，為使二次釆能氣化設備22能夠滿足不同地域以及其它條件 的需要，包括但不局限于可以選用氫氧燃燒加熱裝置7 、大型制冷熱交換裝 置8、大氣熱能熱交換裝置9、太陽熱能存儲交換裝置IO、海水熱能熱交換裝 置11、地熱能熱交換裝置12以及其他熱能熱存儲交換裝置13，均不脫離本 發(fā)明的實質(zhì)。上述裝置可以單獨使用，也可以根據(jù)需要選用其中的多種串聯(lián) 或并聯(lián)使用。
為避免空氣液化過程中壓縮熱的損耗，空氣液化過程產(chǎn)生的壓縮熱輸出 到空氣壓縮液化熱存儲交換設備5。
為提高系統(tǒng)的附加值，充分回收空氣液化過程中產(chǎn)生的可利用物質(zhì)(例 如冷凝水、二氧化碳等)，優(yōu)選的技術(shù)方案是，空氣壓縮液化設備l還包括一 路輸出，空氣壓縮過程中的產(chǎn)物經(jīng)該路輸出接液化產(chǎn)物存儲設備6。
因系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下的空氣用量較大，為進一步提高系統(tǒng)的附加值， 可方便地分離、提取空氣中的稀有氣體等氣體，特別需要指出的是，本發(fā)明 中空氣壓縮液化設備l的輸出經(jīng)分離提取設備2后接液化空氣存儲設備4?？?以顯而易見的是，分離提取設備2選用氣體分離提取裝置，該分離提取設備2 將氣體分離后，可在分離物存儲設備3中進行存儲。因氣體分離提取裝置、 分離物存儲設備為現(xiàn)有制氣企業(yè)的成熟技術(shù)，再次不再贅述。
因二次釆能設備中的在工作中因液化空氣的氣化產(chǎn)生冷凝效應，本發(fā)明
5中二次釆能氣化設備22中的熱交換裝置還包括一路輸出，亞二次釆能氣化設
備22中的熱交換裝置所產(chǎn)生的冷凝水經(jīng)該路輸出接冷凝水回收存儲裝置16。 所述的熱交換裝置包括大型制冷熱交換裝置8以及大氣熱能熱交換裝置9。
為使系統(tǒng)滿足發(fā)電廠在不同負載狀況下能夠穩(wěn)定地工作，并提高二次釆 能氣化設備產(chǎn)生的冷凝水的綜合利用價值，優(yōu)選的技術(shù)方案是，冷凝水回收 存儲裝置16的輸出接電解水裝置15,電解水裝置15輸出的氣源(氫氣、氧 氣)接氫氧存儲裝置14或為二次采能設備22中的加熱裝置提供燃料。以達 到在負載較高的情況下能夠迅速提升系統(tǒng)的輸出、滿足實際需要的目的。
在二次釆能氣化設備滿足正常工作的情況下，將剩余的熱量存儲以滿足 工作的需要(例如,......在.夜間可將存儲熱量釋放利用,_...........叢滿足系統(tǒng)工作需要)，
優(yōu)選的技術(shù)方案是，空氣壓縮液化熱存儲交換設備5的壓縮熱互輸出到二次 采能氣化設備22中的熱能存儲交換裝置或熱交換裝置，二次釆能氣化設備中 熱交換裝置22產(chǎn)生的交換熱l輸出到空氣壓縮液化熱存儲交換設備5。
需要進一步說明的是，本發(fā)明可以根據(jù)需要選用自動控制設備18對系統(tǒng) 內(nèi)各設備分別進行控制。自動控制設備18的使用以使系統(tǒng)內(nèi)各設備能夠協(xié)調(diào) 匹配為準。
本發(fā)明所取得的實質(zhì)性特點和顯著的技術(shù)進步在于
1、 本發(fā)明利用二次釆能技術(shù)輔助液化空氣氣化做功，可以為汽輪發(fā)電設 備提供穩(wěn)定的動力源，有效解決了現(xiàn)有綠色可再生能源不易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化利用 的技術(shù)難題。
2、 本發(fā)明的技術(shù)方案可以應用于包括風能、太陽能、潮沙能以及部分化 石能(熱力發(fā)電)的發(fā)電設備，具有廣泛的應用范圍及前景，使包括綠色可 再生能源在內(nèi)的能源工業(yè)化有效利用變?yōu)榭赡堋?br> 3、 對二次采能過程中所產(chǎn)生的能量進行綜合利用，節(jié)約了能源，大幅度 降低了發(fā)電廠的運行成本，提高了附加值，具有較高的社會經(jīng)濟效益，且過 程中不產(chǎn)生二次污染。4、在不影響系統(tǒng)工作的前提下，本系統(tǒng)可對液化空氣中的可利用稀有氣 體等有益物質(zhì)提取利用，進一步提高了系統(tǒng)綜合效益。


圖l是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是空氣壓縮液化熱存儲交換設備的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是二次釆能氣化設備的組成示意圖。
附圖中的標記如下
1、空氣壓縮液化設備2、分離提取設備3、分離物存儲設備4、液化空 氣存儲設備5、空氣壓縮液化熱存儲交換設備6、液化產(chǎn)物存儲設備 7、氫氧燃燒加熱裝置8、大型制冷熱交換裝置9、大氣熱能熱交換裝置 10、太陽熱能存儲交換裝置11、海水熱能熱交換裝置12、地熱能熱交換 裝置13、其他熱能熱存儲交換裝置14、氫氧存儲裝置15、電解水裝置 16、冷凝水回收存儲裝置17、汽輪發(fā)電設備18、自動控制設備19、大 型隔熱容器20、熱交換管路21、熱交換介質(zhì)22、 二次采能氣化設備。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步描述，但不應理解為對本發(fā)明 的限定，本發(fā)明保護范圍以權(quán)利要求書記載的內(nèi)容為準。
本實施例的整體技術(shù)構(gòu)思如圖示，其中包括與動力輸入連接的空氣壓縮 液化設備l，以及與之輸出適配的汽輪發(fā)電設備17;空氣壓縮液化設備l的 輸出連接液化空氣存儲設備4,液化空氣存儲設備4在二次采能氣化設備22 的輔助作用下輸出穩(wěn)定的氣源為汽輪發(fā)電設備17提供動力。
其中動力輸入中的包括但不局限于風能、太陽能、潮汐能以及化石能(熱 力發(fā)電)等可再生或不可再生的能源。
二次采能氣化設備22包括熱能存儲交換裝置、熱交換裝置或加熱裝置中 的一種或其結(jié)合，二次釆能氣化設備22包括氫氧燃燒加熱裝置7 、大型制冷 熱交換裝置8、大氣熱能熱交換裝置9、太陽熱能存儲交換裝置IO、海水熱能
7熱交換裝置ll、地熱能熱交換裝置12以及其他熱能熱存儲交換裝置13。上
述裝置可以根據(jù)需要并聯(lián)使用。
空氣液化過程產(chǎn)生的壓縮熱輸出到空氣壓縮液化熱存儲交換設備5。 空氣壓縮液化設備1還包括一路輸出，空氣壓縮過程中的產(chǎn)物經(jīng)該路輸
出接液化產(chǎn)物存儲設備6。
本發(fā)明中空氣壓縮液化設備1的輸出經(jīng)分離提取設備2后接液化空氣存 儲設備4?？梢燥@而易見的是，分離提取設備2選用氣體分離提取裝置，該分 離提取設備2將氣體分離后，可在分離物存儲設備3中進行存儲。
本發(fā)明中二次釆能氣化設備22中的熱交換裝置還包括一路輸出，二次釆 能氣化設備22中的熱交換裝置所產(chǎn)生的冷凝水經(jīng)該路輸出接冷凝水回收存儲 裝置16。所述的熱交換裝置包括大型制冷熱交換裝置8以及大氣熱能熱交換 裝置9。
為冷凝水回收存儲裝置16的輸出接電解水裝置15,電解水裝置15輸出 的氣源(氫氣、氧氣)接氫氧存儲裝置14或為二次采能設備22中的加熱裝 置提供燃料。
空氣壓縮液化熱存儲交換設備5的壓縮熱輸出到二次釆能氣化設備22中 的熱能存儲交換裝置或熱交換裝置，二次采能氣化設備中熱交換裝置22產(chǎn)生 的交換熱輸出到空氣壓縮液化熱存儲交換設備5。
權(quán)利要求
1、液化空氣二次采能蓄能發(fā)電裝置，包括與動力輸入連接的空氣壓縮液化設備(1)，以及與之輸出適配的汽輪發(fā)電設備(17)；其特征在于所述的空氣壓縮液化設備(1)的輸出連接液化空氣存儲設備(4)，液化空氣存儲設備(4)在二次采能氣化設備(22)的輔助作用下輸出穩(wěn)定的氣源為汽輪發(fā)電設備(17)提供動力。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液化空氣二次釆能蓄能發(fā)電裝置，其特征在于 所述的二次釆能氣化設備(22)包括熱能存儲交換裝置、熱交換裝置或加熱 裝置中的一種或其結(jié)合。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液化空氣二次采能蓄能發(fā)電裝置，其特征在于 所述的熱能存儲交換裝置、熱交換裝置或加熱裝置選自氫氧燃燒加熱裝置(7)、大型制冷熱交換裝置(8)、大氣熱能熱交換裝置(9)、太陽熱能存儲 交換裝置(10)、海水熱能熱交換裝置(11)、地熱能熱交換裝置(12)以及 其他熱能熱存儲交換裝置(13)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液化空氣二次釆能蓄能發(fā)電裝置，其特征在于 所述的空氣液化過程產(chǎn)生的壓縮熱輸出到空氣壓縮液化熱存儲交換設備(5)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液化空氣二次釆能蓄能發(fā)電裝置，其特征在于 所述的空氣壓縮液化設備(1)還包括一路輸出，即空氣壓縮過程中的產(chǎn)物經(jīng) 該路輸出接液化產(chǎn)物存儲設備(6)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的液化空氣二次釆能蓄能發(fā)電裝置，其特征 在于所述的空氣壓縮液化設備(1)的輸出經(jīng)分離提取設備(2)后接液化空 氣存儲設備(4 )。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的液化空氣二次采能蓄能發(fā)電裝置，其特征在于 所述的分離提取設備(2)選用氣體分離提取裝置，其分離提取物輸出接存儲 設備(3 )。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的液化空氣二次釆能蓄能發(fā)電裝置，其特征在于所述的二次采能氣化設備(22)中的熱交換裝置還包括一路輸出，即二次釆能氣化設備(22)中的熱交換裝置所產(chǎn)生的冷凝水經(jīng)該路輸出接冷凝水 回收存儲裝置(16)，熱交換裝置包括大型制冷熱交換裝置(8)以及大氣熱 能熱交換裝置(9)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的液化空氣二次采能蓄能發(fā)電裝置，其特征在于 所述的冷凝水回收存儲裝置(16 )的輸出接電解水裝置(15 )，電解水裝置(15 ) 輸出的氣源接氫氧存儲裝置(14)或為二次釆能設備(22)中的加熱裝置提 供燃料。
10、 根據(jù)權(quán)利要求2、 3或4所述的液化空氣二次釆能蓄能發(fā)電裝置，其 特征在于所述空氣壓縮液化熱存儲交換設備(5)的壓縮熱可輸出到二次釆能 氣化設備(22)中的熱能存儲交換裝置或熱交換裝置，二次釆能氣化設備中 熱交換裝置(22)產(chǎn)生的交換熱可輸出到空氣壓縮液化熱存儲交換設備(5)。
全文摘要
本發(fā)明屬于液化空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)，特別是指一種以多種能源為動力，以空氣液化存儲為基礎、可進行二次能量采集的液化空氣二次采能蓄能發(fā)電裝置。包括與動力輸入連接的空氣壓縮液化設備，以及與之輸出適配的汽輪發(fā)電設備；空氣壓縮液化設備的輸出連接液化空氣存儲設備，液化空氣存儲設備在二次采能氣化設備的輔助作用下輸出穩(wěn)定的氣源為汽輪發(fā)電設備提供動力。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的液化空氣在汽化推動汽輪發(fā)電設備做功的過程中工作狀態(tài)不穩(wěn)定的缺陷，具有工作狀態(tài)穩(wěn)定、系統(tǒng)附加值高、應用范圍廣、整個工作過程中無二次污染等優(yōu)點。
文檔編號F01K25/00GK101624923SQ20091007505
公開日2010年1月13日 申請日期2009年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者軍 李 申請人:軍 李