[发明专利]喷射补燃压缩空气储能系统

说明书

本申请公开了一种喷射补燃压缩空气储能系统，包括：储能系统、电能释放系统和压缩热储存装置；储能系统和电能释放系统均与压缩热储存装置连接；电能释放系统包括第一换热器、第二换热器、多台膨胀机、发电机、燃烧器和喷射器；第一换热器与第二换热器或首台膨胀机连接；燃烧器的进气口与任意一台膨胀机连接；燃烧器的出气口与第二换热器连接；任意两台相邻的膨胀机之间通过喷射器连接；第二换热器的带压力烟气出口端与喷射器连接。本发明充分吸取了国内无补燃型压缩空气储能技术在压缩热上的利用优势，在利用压缩热的基础上，再适当的进行天然气燃烧，提升高压力空气在膨胀机内的做功能力，有效提升了储能系统的效率以及电能输出能力。

技术领域

本申请涉及电力储能技术领域，尤其涉及一种喷射补燃压缩空气储能系统。

背景技术

随着时代的发展，风力发电以及光伏发电等新能源发电将成为电力系统内重要的电能来源，由于风力发电与光伏发电等新能源发电具有波动性与间歇性，给电力系统的安全稳定运行带来了挑战，因此储能技术必不可少。

电化学储能以及压缩空气储能技术是两类最为典型的储能技术，在未来的新型电力系统中都将有广泛的应用场景。电化学储能系统的使用年限较短，通常小于10年，并且电化学储能在使用过程中存在发生自燃引起火灾的风险。压缩空气储能技术属于物理机械储能技术，不存在发生自燃引起火灾的风险，同时压缩空气储能系统的电能储存容量可以达到百兆瓦时，甚至数百兆瓦时，储能容量大，适合于电网的调峰与调频需求。

压缩空气储能技术按照是否消耗天然气，可以区分为无补燃型压缩空气储能技术与补燃型压缩空气储能技术。无补燃型压缩空气储能技术使用储能阶段压缩机产生的压缩热，由于压缩热的温度较低，热量品位不高，使得储能系统在电能输出阶段的高压力空气的做功能力不能全部释放，对外输出电能的能力有限。而德国、美国等补燃型压缩空气储能系统需要定制高压力、高温度参数的天然气燃烧器，加工难度大，并且储能系统做功阶段膨胀机的入口空气温度高，排烟的温度也高，导致了较大的排烟热量损失，降低了储能系统的效率。为此，本发明提出一种喷射补燃压缩空气储能系统。

发明内容

本申请实施例提供了一种喷射补燃压缩空气储能系统，能有效提升储能系统的效率以及电能输出能力。

有鉴于此，本申请提供了一种喷射补燃压缩空气储能系统，包括：储能系统、电能释放系统和压缩热储存装置；

所述储能系统和所述电能释放系统均与所述压缩热储存装置连接；

所述电能释放系统包括第一换热器、第二换热器、沿气体流通方向依次串联的多台膨胀机、与所述膨胀机连接的发电机、燃烧器和用于将两股压力不同的气流混合成压力均一的气流的喷射器；

所述第一换热器与所述第二换热器或首台所述膨胀机连接；

所述第二换热器与所述膨胀机连接；

所述燃烧器的进气口与任意一台所述膨胀机连接，用于抽取所述膨胀机的做功乏气进行补燃；

所述燃烧器的出气口与所述第二换热器连接，用于将补燃后的高温带压力烟气输送至所述第二换热器内部，以加热流入所述膨胀机的做功空气；

任意两台相邻的所述膨胀机之间通过所述喷射器连接；

所述第二换热器的带压力烟气出口端与所述喷射器连接，用于将换热后的带压力烟气与所述膨胀机带压力排气在所述喷射器内混合形成压力与温度均匀的做功气流，然后进入后续的所述膨胀机继续膨胀做功。

可选地，所述储能系统包括沿气体流通方向依次串联的多台压缩机、与所述压缩机连接的电动机、多个第三换热器和储气空间；

每相邻两台所述压缩机之间通过所述第三换热器连接；

末级所述压缩机通过所述第三换热器与所述储气空间的进气端连接；