壓縮空氣儲能系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能力儲存技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種壓縮空氣儲能系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]儲熱/換熱器可以將暫時(shí)不用的熱量進(jìn)行儲存，在需要的時(shí)候通過內(nèi)置的換熱器將儲存的熱量交換出來。壓縮空氣儲能系統(tǒng)具有提高風(fēng)電與太陽能發(fā)電等新能源電能品質(zhì)的功能，在儲能階段，可以使用品質(zhì)不好的電能來驅(qū)動空氣壓縮機(jī)做功，獲得高壓的空氣；在釋能階段，釋放壓縮空氣來驅(qū)動透平膨脹機(jī)做功，再次驅(qū)動電動機(jī)輸出電能。通過壓縮空氣儲能技術(shù)，可以將低品位的新能源電能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定輸出的高品質(zhì)電能。
[0003]現(xiàn)有的壓縮空氣儲能系統(tǒng)多是將儲能階段與釋能階段進(jìn)行分開，通過增大儲氣室的容積與提高壓縮空氣的儲存壓力來提高壓縮空氣儲能系統(tǒng)的電能容納能力，這就使得壓縮空氣儲能電站對儲氣條件的要求十分苛刻。另外一方面，若在壓縮空氣儲能系統(tǒng)中布置燃燒器，則可能因偏遠(yuǎn)地區(qū)存在天然氣供應(yīng)困難的問題而影響壓縮空氣儲能技術(shù)的推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，本發(fā)明在于提供一種壓縮空氣儲能系統(tǒng)，其能克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，可在小儲氣室容積與低壓縮空氣儲氣壓力的條件下，以低品質(zhì)電能輸入與高品質(zhì)電能輸出同步運(yùn)行的方式來實(shí)現(xiàn)壓縮空氣儲能系統(tǒng)的高效率運(yùn)行，應(yīng)用條件不受天然氣供應(yīng)的限制，適用范圍廣。
[0005]其技術(shù)方案如下:
[0006]一種壓縮空氣儲能系統(tǒng)，其包括儲能部分及能量釋放部分，所述能量釋放部分包括噴射器、第一儲熱/換熱器、透平膨脹機(jī)及發(fā)電機(jī)，所述儲能部分與所述噴射器的入口連接，而噴射器的出口與所述第一儲熱/換熱器連接，所述第一儲熱/換熱器與所述透平膨脹機(jī)的入口連接，所述噴射器的卷吸口與所述透平膨脹機(jī)連接抽氣，所述透平膨脹機(jī)與所述發(fā)電機(jī)連接。
[0007]下面對進(jìn)一步技術(shù)方案進(jìn)行說明:
[0008]進(jìn)一步的，所述儲能部分包括空氣壓縮機(jī)及與所述空氣壓縮機(jī)出氣口連接的冷卻器，所述第一儲熱/換熱器與所述冷卻器連接后再與所述第一儲熱/換熱器連接形成換熱回路。
[0009]進(jìn)一步的，其還包括第二儲熱/換熱器，所述第二儲熱/換熱器連接于所述第一儲熱/換熱器與所述透平膨脹機(jī)之間。
[0010]進(jìn)一步的，所述第一儲熱/換熱器及所述第二儲熱/換熱器為太陽能高溫儲熱/換熱器、高溫?zé)煔鈨?換熱器、壓縮熱儲熱/換熱器中的一種。
[0011 ] 進(jìn)一步的，所述第一儲熱/換熱器及為壓縮熱儲熱/換熱器，所述第二儲熱/換熱器為太陽能高溫儲熱/換熱器、高溫?zé)煔鈨?換熱器。
[0012]進(jìn)一步的，所述透平膨脹機(jī)上開設(shè)有抽氣孔，所述噴射器的卷吸口通過所述抽氣孔進(jìn)行抽氣。
[0013]進(jìn)一步的，所述噴射器在所述透平膨脹機(jī)處抽氣的壓力范圍為0.2MPa至0.7MPa，透平膨脹機(jī)入口的氣流壓力范圍為0.8MPa-2.0MPa0
[0014]進(jìn)一步的，所述噴射器的數(shù)量為至少兩個(gè)，每一個(gè)所述噴射器為一級噴射，第一級噴射的噴射器的卷吸口與所述透平膨脹機(jī)連接，且前一級噴射的噴射器的出口與后一級噴射的噴射器的卷吸口連接，末級噴射的噴射器的出口與所述第一儲熱/換熱器連接。
[0015]進(jìn)一步的，所述透平膨脹機(jī)的尾氣出口與所述余熱回收換熱器連接后排空，且所述儲能部分通過所述余熱回收換熱器與所述噴射器的入口連接。
[0016]進(jìn)一步的，所述空氣壓縮機(jī)出口的壓縮空氣的壓力范圍為2.0MPa-5.0MPa，所述儲能部分包括儲氣室，所述儲氣室的空氣壓力小于等于5.0MPa
[0017]下面對前述技術(shù)方案的原理、效果等進(jìn)行說明:
[0018]上述壓縮空氣儲能系統(tǒng)在能量釋放部分，儲能部分的空氣壓縮機(jī)向儲氣室注入壓縮空氣，與此同時(shí)，壓縮空氣從儲氣室的出口流出并進(jìn)入噴射器，透平膨脹機(jī)的低壓抽氣從噴射器的卷吸口進(jìn)入，在噴射器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)高壓空氣與低壓空氣的混合，具有一定壓力的混合氣流從噴射器出口流出后進(jìn)入第一儲熱/換熱器進(jìn)行升溫，升溫后的氣流進(jìn)入透平膨脹機(jī)做功并驅(qū)動發(fā)電機(jī)輸出穩(wěn)定的電能。所述的壓縮空氣儲能系統(tǒng)的壓縮機(jī)儲能部分與透平釋能部分同步運(yùn)行，儲氣室的空氣注入質(zhì)量流速與空氣釋放質(zhì)量流速相等。
[0019]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0020](I)所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)新能源電能品質(zhì)的在線提升，低品質(zhì)電能輸入與高品質(zhì)電能輸出可以同步進(jìn)行；
[0021](2)所述儲氣室的壓縮空氣注入與釋放過程同步進(jìn)行，可以采用更小的儲氣室容積與更低的儲氣壓力來滿足整個(gè)壓縮空氣儲能系統(tǒng)的運(yùn)行要求，進(jìn)而大幅度降低了儲氣室的選址條件要求；
[0022](3)壓縮空氣儲能系統(tǒng)的壓縮空氣壓力調(diào)節(jié)采用了噴射器調(diào)壓技術(shù)，可以將透平膨脹機(jī)做功乏氣的壓力再次提升至透平膨脹機(jī)入口的壓力，增大了可以做功氣流的總量，進(jìn)而增大壓縮空氣儲能系統(tǒng)對外的總體出力；
[0023](4)壓縮空氣儲能系統(tǒng)的做功氣流加熱環(huán)節(jié)由第一儲熱/換熱器和/或第二儲熱/換熱器來完成，不需要消耗天然氣，使得儲能系統(tǒng)可以在天然氣匱乏的偏遠(yuǎn)地區(qū)使用，更容易匹配太陽能發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電等新能源電能品質(zhì)提升的需求。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一所述的壓縮空氣儲能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明實(shí)施例二所述的壓縮空氣儲能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是本發(fā)明實(shí)施例三所述的壓縮空氣儲能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]附圖標(biāo)記說明:
[0028]10、電動機(jī)，112、空氣壓縮機(jī)、114、冷卻器，122、空氣壓縮機(jī)，124、冷卻器，13、儲氣室，14、第一儲熱/換熱器，24、第二儲熱/換熱器，16、噴射器，17、噴射器，18、余熱回收換熱器，20、透平膨脹機(jī)，22、發(fā)電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0030]如圖1所示，一種壓縮空氣儲能系統(tǒng)，其包括儲能部分及能量釋放部分，所述能量釋放部分包括噴射器16、第一儲熱/換熱器14、透平膨脹機(jī)20及發(fā)電機(jī)22，所述儲能部分連接與所述噴射器16的入口連接，而噴射器16的出口與所述第一儲熱/換熱器14連接，所述第一儲熱/換熱器14與所述透平膨脹機(jī)20的入口連接，所述噴射器16的卷吸口與所述透平膨脹機(jī)20連接抽氣，所述透平膨脹機(jī)20與所述發(fā)電機(jī)22連接。
[0031]所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)在能量釋放部分，儲能部分的空氣壓縮機(jī)向儲氣室13注入壓縮空氣，與此同時(shí)，壓縮空氣從儲氣室13的出口流出并進(jìn)入噴射器16，透平膨脹機(jī)20的低壓抽氣從噴射器16的卷吸口進(jìn)入，在噴射器16內(nèi)部實(shí)現(xiàn)高壓空氣與低壓空氣的混合，具有一定壓力的混合氣流從噴射器16出口流出后進(jìn)入第一儲熱/換熱器14進(jìn)行升溫，升溫后的氣流進(jìn)入透平膨脹機(jī)20做功并驅(qū)動發(fā)電機(jī)輸出穩(wěn)定的電能。所述的壓縮空氣儲能系統(tǒng)的壓縮機(jī)儲能部分與透平釋能部分同步運(yùn)行，儲氣室的空氣注入質(zhì)量流速與空氣釋放質(zhì)量流速相等。
[0032]所述儲能部分包括空氣壓縮機(jī)112、空氣壓縮機(jī)122及與所述空氣壓縮機(jī)112出氣口連接的冷卻器114、及與所述空氣壓縮機(jī)122出氣口連接的冷卻器124，所述第一儲熱/換熱器14與所述冷卻器124連接后再與所述第一儲熱/換熱器14連接形成換熱回路；所述空氣壓縮機(jī)112與所述空氣壓縮機(jī)122連接，且所述冷卻器114連接于所述空氣壓縮機(jī)112與所述空氣壓縮機(jī)122之間，冷卻器124連接于所述空氣壓縮機(jī)122與所述儲氣室13之間，冷卻器114冷卻經(jīng)過空氣壓縮機(jī)112壓縮后的空氣，而經(jīng)過空氣壓縮機(jī)122壓縮后的空氣再經(jīng)過冷卻器124的冷卻后儲存于儲氣室13內(nèi)。通過壓縮機(jī)122的熱空氣經(jīng)過所述冷卻器124降溫后，