[发明专利]用于通过超临界膨胀在流体再气化时发电的改进的方法

说明书

本发明涉及一种用于在再气化时发电的装置(1)，其包括用于低温流体的储罐(2)，通过第一管路(3)与所述储罐(2)连通的第一泵(4)，与所述第一泵(4)通过第二管路(5)连通的第一换热器(6)和连接在第一换热器(6)之后的第二换热器(7)，以及直接布置在第二换热器(7)之后的第一涡轮机(8)，其中，从所述第一涡轮机(8)分支出第三管路(9)并且通入第一换热器(6)中，从所述第一换热器(6)分支出第四管路(10)并且通入所述第二管路(5)中，其中，第二泵(11)连接到第四管路(10)中。本发明还涉及一种用于发电的方法。

本发明涉及一种用于在再气化时发电的装置以及一种用于发电的相应方法。

在发电厂建造中趋势是从大型的燃烧化石燃料的发电厂变为可再生的能源生产，例如风、光伏等等。此外，去中心化的能源生产也更重要。

为了符合对电网稳定性和供应可靠性的要求，存储式解决方案在将来将变得越来越重要。在此，除了相应的应用的专门要求以外，经济性也越来越重要。能量存储器应耐用并且能快速使用，不以有毒物质污染环境，不受地理环境影响，功率范围大，能含量高，效率高，并且最好还是廉价的。

一种可行方案是液体空气形式的能量存储(LAES＝liquid air energystorage)。LAES技术还处于初始阶段并且似乎还有改善和进一步降低成本的潜力。简而言之，用于纯存储过程的LAES方法由空气液化器、用于液态空气的储罐和再发电单元构成，在所述再发电单元中液态空气被泵压至高压，被蒸发并且在涡轮机中多级地利用中间加热或者说再加热而膨胀。为了提高效率，可以存储在空气液化时产生的压缩热并且在再发电循环中用于将空气在涡轮机入口前达到更高的温度。

与此相同的是，在再发电循环中在蒸发空气时产生的“冷量”被存储，以便使得在液化循环中的能量耗费最小化。

此外也有LAES与其他方法例如燃气轮机过程的结合。此外可以有利地将否则就要例如从液化天然气蒸发器中放弃的冷量结合到LAES中。这同样适用于工业过程的低价值废热，由于LAES方法的较小较低的过程温度，所述废热仍可以经济地使用。

作为冷量存储器可以是有机化合物，其相对于蒸发的空气相反地液化。

首要的是，降低投资成本当前对于商业上的成功似乎很重要。

天然气为了运输目的被液化，为此必须消耗很多能量。在LNG终端中，液态的天然气(Liquid Natural Gas＝LNG)被加压，蒸发并且供应到管线中。

为了将存在于液态天然气中的冷量的潜力用于发电和重新获得一部分为了液化而消耗的能量，迄今为止的方法效率低和/或昂贵并且复杂。通常所使用的方法需要额外的工作介质并且包含很多组件。可用性很低并且为此的复杂程度更高。

本发明要解决的技术问题是提供一种具有较高效率的用于存储和再发电的装置和方法，其同时廉价、简单并且可靠。

本发明解决了上述针对装置的技术问题，方式是本发明规定，一种用于在再气化时发电的装置，其包括用于低温流体的储罐，通过第一管路与所述储罐连通的第一泵，与所述第一泵通过第二管路连通的第一换热器和连接在第一换热器之后的第二换热器，以及直接布置在第二换热器之后的第一涡轮机，从所述第一涡轮机分支出第三管路并且通入第一换热器中，并且从所述第一换热器分支出第四管路并且通入所述第二管路中，其中，第二泵连接到第四管路中。

在有利的实施方式中，第三换热器连接到第二管路中并且在第二泵上游连接到第四管路中。所述第三换热器(回热式热交换器)提高所述装置的可实现的电功率，但并不是必须的，因此它也可以被取消，以便节省投资成本。在取消这种回热式热交换器的情况下，所述装置的电功率降低约1％。

适宜的是，从第一涡轮机中分支出第五管路并且通入管线中。备选地并且与所使用介质无关地，可以想到燃气轮机燃烧室、冷量存储器或者在进一步膨胀之后排入大气。

此外适宜的是，第四换热器接到第五管路中。