[发明专利]新型高密度空气储能发电系统

权利要求书

1.一种新型高密度空气储能发电系统，其特征在于，包括压缩单元、液化单元、ORC单元和发电单元；

所述压缩单元包括多级压缩机和多级冷却器，相邻的各级压缩机通过级间冷却器连通，末级压缩机通过末级冷却器与所述液化单元连通；

所述液化单元用于将所述末级冷却器的排气液化后进行存储以及将存储的液化空气气化为低温空气后输送至所述ORC单元，所述液化单元的出口与所述ORC单元连通；

所述ORC单元用于利用所述液化单元提供的低温空气冷却有机工质、并将升温后的所述低温空气输出至所述发电单元；所述发电单元包括多级透平膨胀机和多级换热器，所述ORC单元的出口通过初级换热器与初级透平膨胀机的进口连通，相邻的各级透平膨胀机通过级间换热器连通；

所述ORC单元包括三通道冷凝器、高温ORC透平机、低温ORC透平机、高温ORC蒸发器和低温ORC蒸发器；所述液化单元通过所述三通道冷凝器的第一通道与所述初级换热器连通；所述三通道冷凝器的第二通道、所述低温ORC蒸发器的低温侧和所述低温ORC透平机首尾依次连接；所述三通道冷凝器的第三通道、所述高温ORC蒸发器的低温侧和所述高温ORC透平机首尾依次连接。

2.根据权利要求1所述的新型高密度空气储能发电系统，其特征在于，所述液化单元包括常温冷却器、低温冷却器、气液分离器和储液室，所述常温冷却器和所述低温冷却器均具有第一通道和第二通道；所述常温冷却器的第一通道的进口与所述末级冷却器连通、出口依次通过所述低温冷却器的第一通道和节流阀与所述气液分离器的进液口连通；所述气液分离器的出液口通过所述储液室与所述ORC单元连通，所述气液分离器的出气口通过所述低温冷却器的第二通道与所述常温冷却器的第二通道连通。

3.根据权利要求2所述的新型高密度空气储能发电系统，其特征在于，所述液化单元还包括蒸发器、低温蓄热器和低温蓄冷器，所述低温冷却器还具有第三通道；所述低温冷却器的第三通道、所述低温蓄热器、所述蒸发器的高温侧和所述低温蓄冷器首尾依次连接；所述储液室通过所述蒸发器的低温侧与所述ORC单元连通。

4.根据权利要求2所述的新型高密度空气储能发电系统，其特征在于，所述常温冷却器还具有第三通道，所述常温冷却器的第三通道与外部冷源连通。

5.根据权利要求1所述的新型高密度空气储能发电系统，其特征在于，所述发电单元还包括预热器，所述预热器低温侧的进口与所述ORC单元连通、出口与所述初级换热器连通；所述预热器高温侧进口与末级透平膨胀机的出口连通，所述预热器高温侧出口与大气连通。

6.根据权利要求1所述的新型高密度空气储能发电系统，其特征在于，所述级间冷却器包括低压高温冷却器和低压中温冷却器，所述末级冷却器包括高压高温冷却器和高压中温冷却器；相邻的各级压缩机中前级压缩机的出口依次通过所述低压高温冷却器和所述低压中温冷却器的高温侧与后级压缩机的进口连通，所述末级压缩机的出口依次通过所述高压高温冷却器和所述高压中温冷却器的高温侧与所述液化单元连通。

7.根据权利要求6所述的新型高密度空气储能发电系统，其特征在于，所述低压高温冷却器和所述高压高温冷却器的低温侧出口均通过高温蓄热器与所述初级换热器和所述级间换热器的高温侧进口连通，所述初级换热器和所述级间换热器的高温侧出口均通过高温蓄冷器与述低压高温冷却器和所述高压高温冷却器的低温侧进口连通。

8.根据权利要求7所述的新型高密度空气储能发电系统，其特征在于，所述ORC单元还包括低温ORC再热器和低温ORC冷凝器，所述低温ORC蒸发器的低温侧依次通过所述低温ORC再热器的低温侧和所述低温ORC透平机与所述低温ORC冷凝器高温侧连通；所述液化单元通过所述低温ORC冷凝器低温侧与所述三通道冷凝器的第一通道连通，所述低温ORC再热器高温侧进、出口分别与所述高温蓄热器和所述高温蓄冷器连通。