[发明专利]一种基于压缩空气储能的高效发电装置

说明书

本发明公开了一种基于压缩空气储能的高效发电装置，包括压缩空气储气罐、至少三个活塞式气液转换罐、水轮机和活塞式储气液罐；压缩空气储气罐分别经进气阀与三个活塞式气液转换罐的气体腔相连，三个活塞式气液转换罐的气体腔分别经排气阀与活塞式储气液罐的气体腔相连，三个活塞式气液转换罐的液体腔分别经排液阀与水轮机入口相连，水轮机入口经单向阀与活塞式储气液罐的液体腔相连，活塞式储气液罐的液体腔分别经进液阀与三个活塞式气液转换罐的液体腔相连，三个活塞式气液转换罐的气体腔还分别设置有泄压阀。本发明通过高压空气驱动高密度的高压水做功发电，弥补了气体密度小的不足，保证了发电效率。

技术领域

本发明涉及压缩空气储能发电技术，具体涉及一种基于压缩空气储能的高效发电装置。

背景技术

在实现3060碳达峰、碳中和的过程中，风力发电、光伏发电等新能源在能源结构中所占的比重会越来越大。但这些新能源的间歇性、不稳定性特征对于电网的稳定可靠运行带来隐患。为了电网的安全，有些电能不得不放弃，形成所谓的弃风和弃光。

压缩空气储能系统是与抽水蓄能方式相当的电网级的储能技术。压缩空气储能系统在释能过程中，通过透平机直接发电时，为保证透平机效率稳定，需要将压缩空气节流到一定的压力发电，这样，损失了部分压力能，降低了系统的发电量。同时，由于气体密度小，单位体积高温高压气体所携带的能量少，因此，发电量也少。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于压缩空气储能的高效发电装置，利用高压空气驱动高密度的高压水做功发电，弥补了气体密度小的不足，保证了发电效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于压缩空气储能的高效发电装置，包括压缩空气储气罐、至少三个活塞式气液转换罐、水轮机和活塞式储气液罐；压缩空气储气罐分别经进气阀与三个活塞式气液转换罐的气体腔相连，三个活塞式气液转换罐的气体腔分别经排气阀与活塞式储气液罐的气体腔相连，三个活塞式气液转换罐的液体腔分别经排液阀与水轮机入口相连，水轮机入口经单向阀与活塞式储气液罐的液体腔相连，活塞式储气液罐的液体腔分别经进液阀与三个活塞式气液转换罐的液体腔相连，三个活塞式气液转换罐的气体腔还分别设置有泄压阀。

进一步地，所述的三个活塞式气液转换罐依次处于出水状态、排气状态与进水状态。

进一步地，所述的处于排气状态的活塞式气液转换罐排出的气体用以驱动活塞式储气液罐的液体进入到处于充水状态的活塞式气液转换罐的液体腔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的高效发电装置，解决了压缩空气释能时需要调节压力从而导致总的发电效率低的问题，实现了压缩空气与抽水蓄能方式的结合，具有体积小、投资低、安装灵活，维护简单、发电效率高等优点。

2、本发明的高效发电装置，通过气液转换罐，实现压缩空气压力势能向水的重力势能的转换，克服了抽水蓄能需要不同高差水库的影响，可以根据需要制作不同级别的压缩空气储能发电系统，可以是MW级的，也可以是电网级的，以满足不同级别发电系统对于电能存储的需求，使用寿命长、成本低。

附图说明

图1为本实施例的基于压缩空气储能的高效发电装置的结构示意图；

附图标记说明：1-压缩空气储气罐；2-水轮机；3-活塞式气液转换罐一；4-活塞式气液转换罐二；5-活塞式气液转换罐三；6-活塞式储气液罐；7-单向阀；8-泄压阀；V1～V3-进气阀；V4～V6-排液阀；V7～V9-排气阀；V10～V12-进液阀；V13～V15-泄压阀。

具体实施方式