[发明专利]一种尾气回热的绝热压缩空气储能系统

说明书

技术领域

本发明涉及储能设备技术领域，具体涉及一种尾气回热的绝热压缩空气储能系统。

背景技术

储能尤其是电能的存储对能源结构优化和电网运行调节具有重大意义。压缩空气储能系统是一种新型蓄能蓄电技术。1978年，德国建成世界第一座示范性压缩空气蓄能电站，紧跟其后的是美国、日本和以色列。压缩空气储能发电系统的工作原理与抽水蓄能相类似，当电力系统的用电处于低谷时，系统储能，利用系统中的富余电量，压缩机驱动空气压缩机以压缩空气，把能量以压缩空气的形式储存在储气装置中；当电力系统用电负荷达到高峰发电量不足时，系统释能，储气装置将储气空间内的压缩空气释放出来，并在燃烧室中与燃料混合燃烧，生成的高温气体在透平膨胀机中膨胀做功并带动发电机发电，完成了电能—空气势能—电能的转化。

绝热压缩空气储能系统摒弃了消耗燃料提升压缩空气做功能力的技术路线，利用绝热压缩在空气压缩过程中将电能转化为热能和空气势能分别存储，并在发电过程中利用系统自身热能加热透平膨胀机进气，满足了透平膨胀机对于入口温度的要求，并避免了系统碳排放。但是由于压缩过程中产生的压缩热总量有限，而高压气体在节流膨胀过程中存在的节流致冷效应导致温度急剧下降，节流后气体温度一般为－20℃至－15℃，致使高压空气需要消耗一定的热量才能恢复到环境温度，剩余的热量才能用于实际的做功输出。同时，为避免透平膨胀机叶片或出口结霜结冰，一般控制尾气保持0℃至5℃的余温。由于节流致冷效应导致的额外能量消耗，以及透平膨胀机尾气余温限制，使系统的热利用效率降低，系统的总效率降低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种尾气回热的绝热压缩空气储能系统，以解决现有系统热利用效率低的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种尾气回热的绝热压缩空气储能系统，包括空气压缩机、冷却器、储气室、节流机构、尾气回热器、循环回热器、透平膨胀机、高温循环工质源和低温循环工质源；其中，所述空气压缩机、冷却器的进气管、储气室、节流机构、尾气回热器的进气管、循环回热器的进气管、透平膨胀机和尾气回热器的回热管依次连接；所述低温循环工质源、冷却器的换热管、高温循环工质源和循环回热器的换热管循环连接。

其中，所述节流机构为节流稳压阀。

其中，所述节流稳压阀的排气温度为-20℃～-15℃。

其中，所述透平膨胀机的排气温度为60℃。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明提供一种尾气回热的绝热压缩空气储能系统，通过在节流机构与循环回热器之间设置尾气回热器，充分利用透平膨胀机尾气余温，预热节流机构后的低温空气，提高了循环回热器入口空气的温度，进而提高循环换热器出口空气的温度，使透平膨胀机入口温度提升，提高了系统的热利用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本发明一种尾气回热的绝热压缩空气储能系统的结构示意图；

附图标记说明

1-空气压缩机；2-冷却器；3-储气室；4-节流稳压阀；5-尾气回热器；6-循环回热器；7-透平膨胀机；8-低温循环工质源；9-高温循环工质源。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。