本發(fā)明涉及深冷液化空氣的儲能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低溫儲罐中空氣循環(huán)壓力的深冷液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
深冷液化空氣儲能技術(shù)是指在電網(wǎng)負(fù)荷低谷期將電能用于壓縮空氣，將空氣高壓密封在報廢礦井、沉降的海底儲氣罐、山洞、過期油氣井或新建儲氣井中，在電網(wǎng)負(fù)荷高峰期釋放壓縮空氣推動汽輪機發(fā)電的儲能方式，液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)具有儲能容量較大、儲能周期長、占地小不依賴于地理條件等優(yōu)點。儲能時，電能將空氣壓縮、冷卻并液化，同時存儲該過程中釋放的熱能，用于釋能時加熱空氣；釋能時，液態(tài)空氣被加壓、氣化，推動膨脹發(fā)電機組發(fā)電，同時存儲該過程的冷能，用于儲能時冷卻空氣。
但現(xiàn)有的深冷液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)還存在以下缺陷：深冷液化空氣儲能系統(tǒng)容易受到環(huán)境、設(shè)備、以及能量損失等多方面因素的影響導(dǎo)致其循環(huán)儲能效率較低，運行成本較高，因此有必要提供一種高效能、低成本的深冷液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中深冷液化空氣的儲能系統(tǒng)中存在的循環(huán)儲能效率較低，運行成本較高的技術(shù)缺陷。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種低溫儲罐中空氣循環(huán)壓力的深冷液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)，包括：
空氣壓縮機組，包括若干級空氣壓縮機，使低溫低壓空氣壓縮為高溫高壓的氣態(tài)空氣；
空氣液化裝置，將所述高溫高壓的氣態(tài)空氣液化為液態(tài)空氣；
熱能回收裝置，對空氣壓縮過程中產(chǎn)生的熱能進行收集；
液態(tài)空氣儲罐，儲存所述高溫高壓的液態(tài)空氣；
氣化裝置，使所述高溫高壓的液態(tài)空氣氣化為高溫高壓的氣態(tài)空氣，并接收所述熱能回收裝置中儲存的熱能；
冷能回收裝置，對液態(tài)空氣氣化為氣態(tài)空氣過程中產(chǎn)生的冷能進行收集，并將冷能釋放至氣態(tài)空氣壓縮為液態(tài)空氣的過程中；
膨脹機組，經(jīng)液態(tài)空氣氣化得到的所述氣態(tài)空氣進入所述膨脹機組中驅(qū)動所述膨脹機組做工，所述膨脹機組中輸出的氣態(tài)空氣回收輸入至所述空氣壓縮機組；
還包括：循環(huán)工質(zhì)儲罐，以及連通所述循環(huán)工質(zhì)儲罐的增壓裝置，以增加對所述循環(huán)工質(zhì)儲罐的壓力；所述循環(huán)工質(zhì)儲罐連通所述冷能回收裝置。
上述的低溫儲罐中空氣循環(huán)壓力的深冷液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)中，所述循環(huán)工質(zhì)儲罐內(nèi)存儲的循環(huán)工質(zhì)為干凈空氣、氮氣、氦氣中的1種、或任意2種或3種的混合氣體。
上述的低溫儲罐中空氣循環(huán)壓力的深冷液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)中，所述膨脹機組至少為兩級膨脹機組，其中每個膨脹機之間的壓力值相同或不同。
本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點：
1、本發(fā)明提供的循環(huán)用熱的深冷液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)中，通過增加低溫 冷能儲存環(huán)節(jié)中循環(huán)工質(zhì)的壓力，提高循環(huán)過程的換熱能力，降低過程中循環(huán)工質(zhì)的阻力損失，提高與固定床的換熱能力，進而降低循環(huán)系統(tǒng)的風(fēng)機功耗等。同時也可以降低空氣通過風(fēng)機的溫升，提升冷能回收量。從而使得本實施例的儲能系統(tǒng)能量消耗降低，儲能量提高。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例1中的低溫儲罐中空氣循環(huán)壓力的深冷液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)的原理示意圖。
附圖標(biāo)記說明：
4-液態(tài)空氣儲罐；6-冷能回收裝置；8-循環(huán)工質(zhì)儲罐。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是 指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
此外，下面所描述的本發(fā)明不同實施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。
實施例1
本實施例提供一種低溫儲罐中空氣循環(huán)壓力的深冷液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)，以下結(jié)合圖1對本實施例的儲能系統(tǒng)進行詳細(xì)的說明，其包括：
空氣壓縮機組，包括若干級空氣壓縮機，使低溫低壓空氣壓縮為高溫高壓的氣態(tài)空氣；
熱能回收裝置，對空氣壓縮過程中產(chǎn)生的熱能進行收集；
液態(tài)空氣儲罐4，儲存所述高溫高壓的液態(tài)空氣；
氣化裝置，使所述高溫高壓的液態(tài)空氣氣化為高溫高壓的氣態(tài)空氣，并接收所述熱能回收裝置中儲存的熱能；
冷能回收裝置6，對液態(tài)空氣氣化為氣態(tài)空氣過程中產(chǎn)生的冷能進行收集，并將冷能釋放至氣態(tài)空氣壓縮為液態(tài)空氣的過程中；
膨脹機組，經(jīng)液態(tài)空氣氣化得到的所述氣態(tài)空氣進入所述膨脹機組中驅(qū)動所述膨脹機組做工，所述膨脹機組中輸出的氣態(tài)空氣回收輸入至所述空氣壓縮機組；
還包括循環(huán)工質(zhì)儲罐8，以及連通所述循環(huán)工質(zhì)儲罐8的增壓裝置，以增加對所述循環(huán)工質(zhì)儲罐8的壓力；所述循環(huán)工質(zhì)儲罐8連通所述冷能回收裝置6。
上述實施方式是本實施例的核心技術(shù)方案，通過增加低溫冷能儲存環(huán)節(jié)中循環(huán)工質(zhì)的壓力，提高循環(huán)過程的換熱能力，降低過程中循環(huán)工質(zhì)的阻力損失，提高與固定床的換熱能力，進而降低循環(huán)系統(tǒng)的風(fēng)機功耗等。同時也可以降低空氣通過風(fēng)機的溫升，提升冷能回收量。從而使得本實施例的儲能系統(tǒng)能量消耗降低，儲能量提高。
在本實施例中，所述循環(huán)工質(zhì)儲罐8內(nèi)存儲的循環(huán)工質(zhì)為干凈空氣、氮氣、氦氣中的種、或任意種或種的混合氣體。
具體而言，所述預(yù)熱裝置包括換熱器8，所述換熱器8內(nèi)的換熱介質(zhì)為再熱導(dǎo)熱油，如圖所示，所述換熱器8設(shè)置在空氣壓縮裝置的入口處，這樣設(shè)置的好處在于，通過循環(huán)用熱流程達到降低壓縮機出口壓力，降低壓縮機電耗，提高了余熱的利用效率。
本實施例的低溫儲罐中空氣循環(huán)壓力的深冷液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)中，能量輸入裝置，即電動機，其將電能轉(zhuǎn)化為機械能并帶動第一空氣壓縮裝置和第二空氣壓縮裝置做功，其中第一空氣壓縮裝置為低壓壓縮機；第二空氣壓縮裝4為高壓壓縮機。具體地，第一空氣壓縮裝置對受能量輸入裝置驅(qū)動將氣態(tài)空氣進行一級壓縮，此時經(jīng)過一級壓縮的空氣仍為氣態(tài)，而后 被一級壓縮后的氣體通過空氣凈化裝置凈化后再進行二級壓縮，第二空氣壓縮裝置和液化裝置將經(jīng)過凈化后的空氣在低溫高壓的環(huán)境下壓縮成液態(tài)空氣，并將液態(tài)空氣收集，儲存至液態(tài)空氣儲罐4中。在二級壓縮過程進行的同時，熱能回收裝置對二級壓縮過程中產(chǎn)生的熱能進行收集儲存。能量輸入裝置所消耗的機械能，轉(zhuǎn)化為了液態(tài)空氣的內(nèi)能，由此完成了能量的儲存過程。
能量的釋放過程為：
液態(tài)空氣儲存在液化空氣儲罐4中，液態(tài)空氣通過深冷泵等設(shè)備輸出至氣化裝置中，所述氣化裝置包括蒸發(fā)器等。氣化裝置能夠?qū)σ簯B(tài)空氣加壓，從而促使液態(tài)空氣發(fā)生氣化膨脹，將儲能過程中收集的熱能交換給液態(tài)空氣，，從而促進液態(tài)空氣氣化速率的提升，并提高氣態(tài)空氣的焓值，提高所述氣態(tài)空氣的做功效率和動態(tài)響應(yīng)速度，在液態(tài)空氣氣化的同時，冷能回收裝置6對液態(tài)空氣氣化所產(chǎn)生的冷能進行收集，冷能回收裝置6中收集到的冷能能夠用于儲能過程中，第一空氣壓縮裝置和第二空氣壓縮裝置內(nèi)。進一步，液態(tài)空氣氣化成氣態(tài)以后，能夠驅(qū)動膨脹機組膨脹做功，從而完成了釋能過程。
需要說明的是，在實際工作過程中，液態(tài)空氣是通過多次膨脹過程完成氣化的，例如，本實施例中使用的膨脹機組還可以是為蒸汽輪機、燃?xì)廨啓C或斯特林機中的一種或任意兩種或三種。
顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予 以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。