[发明专利]一种耦合燃煤发电机组汽水系统的液化空气储能发电系统

说明书

本发明涉及一种耦合燃煤发电机组汽水系统的液化空气储能发电系统，包括空气压缩及凝结水加热系统、空气液化储能系统、空气膨胀发电系统及冷量回收储存系统；空气压缩及凝结水加热系统包括空气压缩机及换热器；空气液化储能系统与空气压缩及凝结水加热系统连接；空气膨胀发电系统与空气液化储能系统连接；冷量回收储存系统与空气膨胀发电系统及空气压缩及凝结水加热系统连接。本发明将燃煤发电机组与液化空气储能系统耦合，有效提高了火电厂深度调峰的灵活性，保证了电网整体调频水平，同时还可有效提高燃煤发电机组在深度调峰过程中机组的安全运行水平、降低设备损耗。

技术领域

本发明属于能源动力技术领域，尤其涉及一种耦合燃煤发电机组汽水系统的液化空气储能发电系统。

背景技术

随风电和光伏发电等新能源电力的不断并网，电网调频容量不足的问题日益凸显。为提升电网调频容量，需要加快提升燃煤发电机组的灵活性和调峰潜力，全面提高机组调峰和新能源消纳能力。

大规模储能技术是调节能源输出稳定性的重要手段。目前受到广泛关注的大规模储能技术主要有电池储能、抽水蓄能、压缩空气储能和液化空气储能等。但是抽水蓄能需要水资源作为支撑，压缩空气储能对储气室的要求较高。相比于抽水储能和压缩空气储能，近年来开发的液化空气储能系统有着许多优良的特性，如不受地理条件的限制、可以在低压条件下安全储存、可以在现有设备上运行等。因此，为克服传统压缩空气储能与抽水蓄能所存在的问题，近些年来国内外学者相继开展液态空气储能技术的研究，以低温液态空气作为储能介质，可显著提高储能密度。

发明内容

本发明的目的是提供一种耦合燃煤发电机组汽水系统的液化空气储能发电系统，将燃煤发电机组与液化空气储能系统耦合，有效提高火电厂深度调峰的灵活性，保证电网整体调频水平，同时还可有效提高燃煤发电机组在深度调峰过程中机组的安全运行水平、降低设备损耗。

本发明提供了一种耦合燃煤发电机组汽水系统的液化空气储能发电系统，包括空气压缩及凝结水加热系统、空气液化储能系统、空气膨胀发电系统及冷量回收储存系统；

所述空气压缩及凝结水加热系统包括空气压缩机及换热器；所述换热器与空气压缩机连接，用于将经所述空气压缩机压缩后的空气冷却；所述换热器冷却水入口与燃煤机组汽水系统凝汽器出口连接；所述换热器冷凝水出口与燃煤机组汽水系统除氧器入口和/或燃煤机组锅炉省煤器入口连接；

所述空气液化储能系统与所述空气压缩及凝结水加热系统连接，用于将所述空气压缩及凝结水加热系统换热器输送的压缩空气冷却液化，并将液化空气进行储存；

所述空气膨胀发电系统与所述空气液化储能系统连接，用于利用空气液化储能系统储存的液化空气进行膨胀发电，并回收燃煤机组凝汽器入口乏汽余热；

所述冷量回收储存系统与所述空气膨胀发电系统及空气压缩及凝结水加热系统连接，用于回收和储存所述空气膨胀发电系统液化空气气化过程中产生的冷量，及所述空气压缩及凝结水加热系统空气压缩过程中产生的热量。

进一步地，所述空气压缩及凝结水加热系统包括小汽机、一级空气压缩机、第一换热器、二级空气压缩机、第二换热器；所述小汽机通过燃煤发电机组汽水系统高压缸抽气驱动，做功后的乏汽汇入凝汽器入口；

所述小汽机依次连接所述一级空气压缩机、二级空气压缩机，用于通过旋转动能驱动所述一级空气压缩机及二级空气压缩机压缩空气；所述一级空气压缩机空气出口通过所述第一换热器与二级空气压缩机连接，用于将所述一级空气压缩机压缩后的空气经所述第一换热器冷却后送入所述二级空气压缩机；所述二级空气压缩机空气出口通过所述第二换热器与所述空气液化储能系统连接，用于将所述二级空气压缩机出口空气经所述第二换热器冷却后送入所述空气液化储能系统；