[发明专利]一种基于压缩热的压缩空气储能系统、方法、设备及介质

权利要求书

1.一种基于压缩热的压缩空气储能系统，其特征在于，包括：依次连接的多级串联的压缩机、储气罐和多级串联的透平，各级压缩机的出口均连接有冷却换热器，各级冷却换热器的出口通过压缩侧冷却换热器出口关断阀连接热罐；相邻两级透平之间设有加热换热器，各级加热换热器的出口通过透平侧加热换热器出口关断阀连接所述冷罐；

多级串联的压缩机，用于对输入的空气进行多级加压，并将最后一级压缩机出口的压缩空气送入所述储气罐；

所述冷却换热器，用于吸收各级压缩机出口空气的热量，并将所述热量送入所述热罐存储；

所述储气罐，用于存储经各级压缩机加压后的压缩空气，并将所述压缩空气送入多级串联的透平进行多级做功，将最后一级透平出口的空气排出系统；

所述加热换热器设于各级透平进口处，所述加热换热器用于提高各级透平进口的压缩空气温度。

2.如权利要求1所述的一种基于压缩热的压缩空气储能系统，其特征在于：所述压缩侧冷却换热器出口关断阀包括设置在各级冷却换热器出口与热罐之间的压缩侧媒介并联出口关断阀以及设置在相邻两级所述冷却换热器出口之间的压缩侧媒介串联出口关断阀；

所述压缩侧媒介并联出口关断阀，用于在所述冷罐内的蓄热媒介温度超过预设的媒介温度冷却阈值范围时，控制各级所述冷却换热器以并联的方式运行；

所述压缩侧媒介串联出口关断阀，用于在所述冷罐内的蓄热媒介温度处于预设的媒介温度冷却阈值范围时，控制单级或若干级所述冷却换热器以串联的方式运行。

3.如权利要求1所述的一种基于压缩热的压缩空气储能系统，其特征在于：所述透平侧加热换热器出口关断阀包括设置在各级加热换热器出口与冷罐之间的透平侧媒介并联出口关断阀以及设置在相邻两级所述加热换热器出口之间的透平侧媒介串联出口关断阀；

所述透平侧媒介并联出口关断阀，用于在所述热罐内的蓄热媒介温度超过预设的媒介温度加热阈值范围时，控制各级所述加热换热器以并联的方式运行；

所述透平侧媒介串联出口关断阀，用于在所述热罐内的蓄热媒介温度处于预设的媒介温度加热阈值范围时，控制单级或若干级加热换热器以串联的方式运行。

4.如权利要求1所述的一种基于压缩热的压缩空气储能系统，其特征在于：所述系统还包括与所述冷罐连接的冷罐蓄热媒介输出泵，所述冷罐蓄热媒介输出泵通过压缩侧媒介入口关断阀连接各级冷却换热器的进口；

所述冷罐蓄热媒介输出泵，用于驱动所述冷罐内的蓄热媒介流动，使所述热媒介经所述压缩侧媒介入口关断阀进入各级冷却换热器。

5.如权利要求1所述的一种基于压缩热的压缩空气储能系统，其特征在于：还包括与所述热罐连接的热罐蓄热媒介输出泵，所述热罐蓄热媒介输出泵通过透平侧媒介入口关断阀连接各级加热换热器的进口；

所述热罐蓄热媒介输出泵，用于驱动所述热罐内的蓄热媒介流动，使所述热媒介经所述透平侧媒介入口关断阀进入各级加热换热器。

6.如权利要求5所述的一种基于压缩热的压缩空气储能系统，其特征在于：所述系统还包括各级加热换热器的分段阀门，所述分段阀门设于相邻两个所述透平侧媒介入口关断阀之间。

7.如权利要求1所述的一种基于压缩热的压缩空气储能系统，其特征在于：多级压缩机与多级透平的级数相同或不同，所述多级透平包括至少三级从高压至低压串联连接的透平。

8.一种基于压缩热的压缩空气储能方法，其特征在于，应用如权利要求1至7任一所述的压缩空气储能系统，所述方法包括以下步骤：

将空气送入多级压缩机进行多级加压，并通过各冷却换热器吸收各级压缩机出口空气的热量，最后一级压缩机出口的压缩空气经降温后送入储气罐存储；

将储气罐存储的压缩空气送入多级串联的透平进行多级做功，并通过各加热换热器提高各级透平进口的压缩空气温度，将最后一级透平出口的空气排出系统；

根据冷罐和热罐的蓄热媒介温度分别控制各冷却换热器和各加热换热器的出口以单级或若干级串联或者并联方式运行。