[发明专利]绝热式压缩空气蓄能处理

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年8月10日提交的序列号为61/372,252的美国专利申请的优先权。该优先权申请在此通过参引的方式全部并入本申请中。

技术领域

本公开涉及用于压缩空气蓄能（CAES）系统和方法，并且更具体地，本公开涉及绝热式CAES。

背景技术

通常，消耗的电功率在高峰时段与非高峰时段之间变化。例如，高峰时段可以包括8至12个日间小时，而非高峰时段可以包括白天和/或夜晚的剩下的12至16个小时。CAES是存储在非高峰时段期间产生的能量以用于在高峰时段期间使用的方式。

在常规的CAES系统中，来自电网的过剩的功率被用来向驱动压缩机的电动马达供电。被压缩机压缩的气体（通常为大气）被冷却并以高压存储在地下贮气室中。在高峰时段期间，压缩空气被从地下贮气室中抽出、被加热并被供给至燃烧系统，该燃烧系统使热气体进一步膨胀以经过涡轮机。来自被加热的压缩空气的能量驱动涡轮机，涡轮机连接于发电机并且驱动发电机。发电机产生被重新供给到电网的电力。在称为“绝热式”CAES系统的前述系统中，来自从压缩机输出的气体的热能被传递到系统之外，并且附加的能量被用来对馈送到涡轮机的压缩空气重新加热。

因此，希望找到一种提供较高的效率和降低的成本的改进的CAES系统和方法。

发明内容

本公开的实施例可以提供压缩空气蓄能系统。该系统可以包括适于接收处理气体并且输出被压缩的处理气体的压缩机。热传递单元可以连接于压缩机并且适于接收被压缩的处理气体和热传递介质并且输出被冷却的处理气体和被加热的热传递介质。压缩气体储存单元可以连接于热传递单元并且适于接收并储存被冷却的处理气体。废热回收单元可以连接于热传递单元并且适于接收被加热的热传递介质。蓄热体可以连接于废热回收单元和压缩气体储存单元，并且蓄热体可以适于被废热回收单元加热、适于接收来自压缩气体储存单元的被冷却的处理气体、适于加热被冷却的处理气体、并且适于输出被加热的处理气体。发电单元可以连接于蓄热体并且适于接收被加热的处理气体并产生电力输出。

本公开的实施例可以进一步提供发电方法。该方法可以包括利用压缩机压缩处理气体以产生被压缩的处理气体。该方法还可以包括利用热传递单元将热量从被压缩的处理气体传递到热传递介质，以产生被冷却的处理气体和被加热的热传递介质。该方法可以进一步包括将被冷却的处理气体储存在压缩气体储存单元中。该方法可以进一步包括将被加热的热传递介质输送到废热回收单元。该方法可以进一步包括利用废热回收单元来加热蓄热体。该方法可以进一步包括将被冷却的处理气体从压缩气体储存单元输送到蓄热体。该方法可以进一步包括利用蓄热体来加热被冷却的处理气体以产生被加热的处理气体。该方法可以进一步包括将被加热的处理气体从蓄热体输送到发电单元。该方法可以进一步包括利用发电单元产生电力输出。

本公开的实施例可以进一步提供压缩气体蓄能系统。压缩机可以连接于驱动器并由驱动器驱动，并且压缩机可以适于压缩处理气体。第一热传递单元可以连接于压缩机并且适于接收来自压缩机的处理气体并且将热量从压缩气体传递到第一热传递介质。第一废热回收单元可以连接于第一热传递单元并且适于接收来自第一热传递单元的第一热传递介质并产生第一电力输出。处理冷却器可以连接于第一热传递单元并且适于接收来自第一热传递单元的处理气体并冷却处理气体。压缩气体储存单元可以连接于处理冷却器并且适于接收来自处理冷却器的处理气体并储存处理气体。电加热器可以连接于第一废热回收单元并且适于接收第一电力输出。蓄热体可以连接于电加热器和压缩气体储存单元并且适于被电加热器加热、适于接收来自压缩气体储存单元的处理气体、并且适于加热处理气体。发电单元可以连接于蓄热体并且适于接收来自蓄热体的处理气体并产生第二电力输出。

附图说明

当结合附图阅读下文的详细描述时将最佳地理解本公开。需要强调的是，根据行业的标准实践，多种特征并不是按照真实比例绘制的。实际上，为了论述清楚起见，多种特征的尺寸可能被随意地放大或缩小了。

图1示出了根据所描述的一个或多个实施例的说明性的绝热式CAES系统的框图。

图2示出了根据所描述的一个或多个实施例的包括超音速压缩机组的另一个说明性的绝热式CAES系统的框图。

图3示出了根据所描述的一个或多个实施例的使用储存的压缩空气能来发电的说明性方法的流程图。

具体实施方式