CN108779712B - 压缩空气贮藏发电装置 - Google Patents

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Abstract

CAES发电装置(2)包括：马达(14)，其由利用可再生能量发电得到的电力驱动；压缩机(16)，其由马达(14)驱动；蓄压箱(20)，其用于储存由压缩机(16)压缩后的压缩空气；膨胀机(26)，其由从蓄压箱(20)供给的压缩空气驱动；以及发电机(24)，其与膨胀机(26)机械性地连接。此外，CAES发电装置(2)还包括：第一热交换器(18)，其利用从压缩机(16)向蓄压箱(20)供给的压缩空气和热介质进行热交换，第一热交换器(18)对压缩空气进行冷却并对热介质进行加热；高温蓄热箱(30)，其用于储存由第一热交换器(18)加热后的热介质；第二热交换器(22)，其利用从蓄压箱(20)向膨胀机(26)供给的压缩空气和从高温蓄热箱(30)供给的热介质进行热交换，第二热交换器(22)对压缩空气进行加热并对热介质进行冷却；以及第三热交换器(28a～28f)，其利用系统外的废热和系统内的流体进行热交换。由此，利用在CAES发电装置(2)的系统内产生的冷能对系统外的废热进行冷却，并且利用系统外的废热使CAES发电装置(2)的发电效率提高。

Description

压缩空气贮藏发电装置
技术领域
本发明涉及一种压缩空气贮藏发电装置。
背景技术
利用风力发电、太阳能发电等可再生能量的发电由于取决于气象条件，因此有时输出发生变动而不稳定。公知有一种压缩空气贮藏(Compressed Air Energy Storage：CAES)系统作为相对于上述那样的输出变动使输出均衡化的系统。
利用这样的CAES系统的压缩空气贮藏(CAES)发电装置在电力设备的非高峰时间中使电能作为压缩空气储存于蓄压箱，在需要高电力的时间中利用压缩空气驱动膨胀机而使发电机动作从而生成电能并使输出均衡化。此外，为了使发电效率提高，公知有如下系统：将压缩热回收到蓄热介质并贮藏于蓄热箱等，使用回收后的压缩热对膨胀前的压缩空气进行加热。由此，防止压缩时的动力增加，在使膨胀时的回收动力增加的同时防止蓄压箱贮藏时的热释放。
作为上述那样的CAES发电装置，在例如专利文献1中公开有利用热能贮藏系统的技术方案。
此外，虽然与CAES发电装置不同，但在例如专利文献2中，公开有能够有效利用发动机的废热那样的系统外的废热而得到温水等的废热回收装置。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2013-509530号公报
专利文献2：日本专利5563176号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1中，关于利用系统外的废热而提高CAES发电装置的发电效率，并没有进行考虑，在专利文献2中，关于利用在系统内产生的冷能对系统外的废热进行冷却，并没有进行考虑。
本发明的课题为：利用在CAES发电装置的系统内产生的冷能对系统外的废热进行冷却并且利用系统外的废热提高CAES发电装置的发电效率。
用于解决课题的手段
本发明的压缩空气贮藏发电装置包括：电动机，其由利用可再生能量发电得到的电力驱动；压缩机，其由所述电动机驱动，且用于对空气进行压缩；蓄压部，其用于储存由所述压缩机压缩后的压缩空气；膨胀机，其由从所述蓄压部供给的压缩空气驱动；发电机，其与所述膨胀机机械性地连接；第一热交换器，其利用从所述压缩机向所述蓄压部供给的压缩空气和热介质进行热交换，所述第一热交换器对所述压缩空气进行冷却并对所述热介质进行加热；蓄热部，其用于储存由所述第一热交换器加热后的所述热介质；第二热交换器，其利用从所述蓄压部向所述膨胀机供给的所述压缩空气和从所述蓄热部供给的所述热介质进行热交换，所述第二热交换器对所述压缩空气进行加热并对所述热介质进行冷却；以及第三热交换器，其利用系统外的废热和系统内的流体进行热交换。
根据该结构，能够利用在CAES发电装置的系统内产生的冷能对系统外的废热进行冷却。此外，能够利用系统外的废热对膨胀级的压缩空气进行加热从而提高CAES发电装置的发电效率。具体地说，在第三热交换器中利用在CAES发电装置的系统内产生的冷能对系统外的废热进行冷却，因此有效利用系统内的冷能，能量效率整体提高。特别是，优选在上述那样的废热的冷却中使用温度传感器等使废热的温度降低到废热基准温度以下。废热基准温度由法令确定，是能够向外部气体排出的废热温度的上限值。此外，在第三热交换器中利用系统外的废热对向膨胀机供给的压缩空气直接地或者间接地进行加热，因此发电机的发电效率提高。此外，由第一热交换器从压缩空气向热介质回收压缩热，因此向蓄压部供给的压缩空气的温度降低，抑制蓄压部中的放热引起的热能量损失。进而将回收压缩热而温度上升后的热介质储存于蓄热部，利用该温度上升后的热介质在第二热交换器中对膨胀前的压缩空气进行加热，因此膨胀机中的运转效率提高，发电效率提高。
优选的是，所述第三热交换器利用所述系统外的废热和从所述第一热交换器向所述蓄热部供给的所述热介质进行热交换，所述第三热交换器对所述废热进行冷却并对所述热介质进行加热。
利用该结构，在第三热交换器中，能够由第一热交换器对被加热后的热介质进一步进行加热，能够将更高温的热介质储存于蓄热部。该结构在系统外的废热比由第一热交换器加热后的热介质高温的情况下有效。
优选的是，所述第三热交换器利用所述系统外的废热和从所述蓄热部向所述第二热交换器供给的所述热介质进行热交换，所述第三热交换器对所述废热进行冷却并对所述热介质进行加热。
利用该结构，在第三热交换器中，能够对在第二热交换器中加热的热介质进行预加热，能够减轻第二热交换器中的热介质的加热负荷。该结构在系统外的废热比向第二热交换器供给的热介质高温的情况下有效。
优选的是，所述第三热交换器利用所述系统外的废热和不经过所述第一热交换器地向所述蓄热部供给的所述热介质进行热交换，所述第三热交换器对所述系统外的废热进行冷却，并对所述热介质进行加热。
利用该结构，在第三热交换器中，能够与第一热交换器中的热介质的加热并行地对向蓄热部供给的热介质进行加热，能够向蓄热部储存更多的热介质。该结构在系统外的废热比向第一热交换器供给的热介质更高温的情况下有效。
优选的是，所述第三热交换器利用所述系统外的废热和从所述蓄压部向所述膨胀机供给的所述压缩空气进行热交换，所述第三热交换器对所述系统外的废热进行冷却并对所述压缩空气进行加热。
利用该结构，在第三热交换器中，能够不借助热介质等而利用废热直接对膨胀前的压缩空气进行加热。该结构在系统外的废热比向膨胀机供给的压缩空气高温的情况下有效。
优选的是，所述第三热交换器利用所述系统外的废热和从所述膨胀机排出的所述空气进行热交换，所述第三热交换器对所述系统外的废热进行冷却并对所述空气进行加热。
利用该结构，在第三热交换器中，能够利用从膨胀机排出的空气的冷能对系统外的废热进行冷却。从膨胀机排出的空气因膨胀时的吸热而温度降低，通过有效利用排气空气的冷能从而能够提高系统的能量效率。
优选的是，所述第三热交换器利用所述系统外的废热和从所述第二热交换器供给的所述热介质进行热交换，所述第三热交换器对所述系统外的废热进行冷却并对所述热介质进行加热。
利用该结构，在第三热交换器中，能够利用由第二热交换器冷却后的热介质对系统外的废热进行冷却。此外，能够有效利用由第二热交换器冷却后的热介质从而提高系统的能量效率。
发明效果
根据本发明，能够利用在CAES发电装置的系统内产生的冷能对系统外的废热进行冷却，并且能够利用系统外的废热提高CAES发电装置的发电效率。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式所涉及的压缩空气贮藏发电装置的概要结构图。
图2是本发明的第二实施方式所涉及的压缩空气贮藏发电装置的概要结构图。
图3是本发明的第三实施方式所涉及的压缩空气贮藏发电装置的概要结构图。
图4是本发明的第四实施方式所涉及的压缩空气贮藏发电装置的概要结构图。
图5是本发明的第五实施方式所涉及的压缩空气贮藏发电装置的概要结构图。
图6是本发明的第六实施方式所涉及的压缩空气贮藏发电装置的概要结构图。
图7是本发明的第七实施方式所涉及的压缩空气贮藏发电装置的概要结构图。
图8A是表示图7的压缩空气贮藏发电装置的控制方法的流程图。
图8B是表示图7的压缩空气贮藏发电装置的控制方法的流程图。
图9A是本发明的第八实施方式所涉及的压缩空气贮藏发电装置的概要结构图。
图9B是本发明的第八实施方式所涉及的压缩空气贮藏发电装置的概要结构图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
<第一实施方式＞
压缩空气贮藏(CAES：compressed air energy storage)发电装置2使利用可再生能量进行发电的发电装置4的输出变动均衡化而向电力系统6供给电力，并且供给与电力系统6的电力需要的变动相配合的电力。
参照图1，对CAES发电装置2的结构进行说明。本实施方式的CAES发电装置2包括：空气流路8a～8d(由虚线表示)、热介质流路10a～10c(由实线表示)以及废热流路12a～12d(由单点划线表示)。
(空气流路)
在空气流路8a～8d依次设有由马达(电动机)14驱动的压缩机16、第一热交换器18、蓄压箱(蓄压部)20、第二热交换器22以及用于驱动发电机24的膨胀机26。
利用可再生能量的发电装置4与马达14电连接(由双点划线表示)。由发电装置4发电得到的电力向马达14供给。马达14与压缩机16机械性地连接，伴随着马达14的驱动，压缩机16被驱动。
在压缩机16由马达14驱动时，压缩机16经由空气流路8a从吸气口16a吸入空气，在内部压缩并从排出口16b排出压缩空气。压缩机16的排出口16b经由空气流路8b而与蓄压箱20流体连接，从排出口16b排出的压缩空气经由空气流路8b而向蓄压箱20加压输送。压缩机16的种类不被特别限定，还可以是，例如，螺旋式、涡旋式、涡轮式以及往复式等。
从压缩机16的排出口16b排出的压缩空气因压缩之际产生的压缩热成为高温，因此优选的是在向蓄压箱20供给之前进行冷却。因此，在空气流路8b中设有第一热交换器18。在第一热交换器18中，利用热介质与压缩空气之间的热交换，压缩空气被冷却，热介质被加热。像这样在第一热交换器18中从压缩空气向热介质回收压缩热，因此向蓄压箱20供给的压缩空气的温度降低，能够抑制压缩空气在储存于蓄压箱20期间放热而损失热能量。
蓄压箱20能够储存压缩空气并作为能量蓄积。蓄压箱20经由空气流路8c而与膨胀机26的供给口26a流体连接，从蓄压箱20送出的压缩空气经由空气流路8c向膨胀机26供给。
在膨胀机26中因膨胀时的吸热空气的温度降低。因此，优选的是，向膨胀机26供给的压缩空气为高温。因此，在空气流路8c中设有第二热交换器22。在第二热交换器22中，利用热介质与压缩空气之间的热交换，压缩空气被加热，热介质被冷却。
膨胀机26与发电机24机械性地连接，膨胀机26从供给口26a被供给压缩空气，并利用被供给来的压缩空气进行工作，从而驱动发电机24。发电机24与电力系统6电连接(由双点划线表示)，利用发电机24发电得到的电力向电力系统6供给。此外，由膨胀机26膨胀后的空气从排气口26b经由空气流路8d而被排出。膨胀机26的种类还可以是，例如，螺旋式、涡旋式、涡轮式以及往复式等。
(热介质流路)
在热介质流路10a～10c中依次设有第一热交换器18、第三热交换器28a、高温蓄热箱(蓄热部)30、第二热交换器22以及低温蓄热箱32。热介质在这些构件之间循环流动。热介质的种类不被特别限定，还可以使用例如矿物油系或者乙二醇系的热介质。
在第一热交换器18中，利用从压缩机16向蓄压箱20延伸的空气流路8b内的压缩空气和从低温蓄热箱32向高温蓄热箱30延伸的热介质流路10a内的热介质进行热交换。具体地说，在空气流路8b内流动的压缩空气因压缩机16中的压缩之际产生的压缩热而成为高温，利用由第一热交换器18进行的热交换，对压缩空气进行冷却。即，在第一热交换器18中压缩空气的温度降低，热介质的温度上升。第一热交换器18经由热介质流路10a、10b而与高温蓄热箱30流体连接，温度上升后的热介质向高温蓄热箱30供给并被储存。在热介质流路10a、10b中设有三通阀34a，利用三通阀34a，能够选择热介质在热介质流路10a、10b中的任一者中流动。
在从第一热交换器18向三通阀34a延伸的热介质流路10a中设有用于对热介质的温度进行测定的温度传感器36a。在此测定到的热介质的温度向后述的控制装置44输出。
在热介质流路10a、10b之中的一者的热介质流路10b设有第三热交换器28a。在第三热交换器28a中，在热介质与废热之间进行热交换，热介质被加热，废热被冷却。
高温蓄热箱30对从第一热交换器18或者第三热交换器28a供给来的高温的热介质进行保温并储存。因此，优选的是，高温蓄热箱30被隔热。高温蓄热箱30经由热介质流路10c而与第二热交换器22流体连接，在高温蓄热箱30中储存的热介质经由热介质流路10c而向第二热交换器22供给。
在第二热交换器22中，利用从蓄压箱20向膨胀机26延伸的空气流路8c内的压缩空气和从高温蓄热箱30向低温蓄热箱32延伸的热介质流路10c内的热介质进行热交换。具体地说，利用高温蓄热箱30内的高温的热介质在利用膨胀机26的膨胀之前使压缩空气的温度上升而提高发电效率。即，在第二热交换器22中，压缩空气的温度上升，热介质的温度降低。像这样将回收压缩热而温度上升后的热介质储存于高温蓄热箱30，利用该温度上升后的热介质在第二热交换器22中对膨胀前的压缩空气进行加热，因此发电效率提高。第二热交换器22经由热介质流路10c而与低温蓄热箱32流体连接，温度降低后的热介质经由热介质流路10c向低温蓄热箱32供给并被储存。
低温蓄热箱32用于储存被从第二热交换器22供给来的低温的热介质。低温蓄热箱32经由热介质流路10a而与第一热交换器18流体连接，在低温蓄热箱32中储存的热介质经由热介质流路10a而向第一热交换器18供给。
在这样的热介质流路10a～10c中，热介质进行循环。热介质的循环利用设于热介质流路10a的泵38来进行。在本实施方式中，泵38设于低温蓄热箱32的下游，但其位置并不被特别限定。
(废热流路)
在废热流路12a～12d中依次设有废热源40、第三热交换器28a以及冷却塔42。
废热源40是用于产生高温的气体(废热)的设备，例如是发动机、锅炉等。废热源40经由废热流路12a～12d而与外部气体相通，由废热源40产生的高温的气体经由废热流路12a～12d而向外部气体排出。在本实施方式中，从废热源40以高温的气体的方式将废热排出，但其方式并不限于气体，只要是流体即可。
从废热源40延伸的废热流路12a经由三通阀34b分支成两个废热流路12b、12c。分支后的两个废热流路12b、12c经由三通阀34c合流成废热流路12d。在两个废热流路12b、12c中的一者的废热流路12c中设有用于对废热流路12c内的气体进行冷却的冷却塔42。本实施方式的冷却塔42是利用冷却水的热交换型，但其方式并不特别限定。
在从废热源40向第三热交换器28a延伸的废热流路12a中设有用于对气体的温度进行测定的温度传感器36b。在此测定到的气体的温度向后述的控制装置44输出。
在第三热交换器28a中，利用从第一热交换器18向高温蓄热箱30延伸的热介质流路10b内的热介质和废热流路12a内的气体进行热交换。具体地说，利用废热流路12a内的高温的气体对向高温蓄热箱30供给的热介质流路10b内的热介质进行加热。即，在第三热交换器28a中，气体的温度降低，热介质的温度上升。
在从第三热交换器28a向三通阀34b延伸的废热流路12a中设有用于对气体的温度进行测定的温度传感器36c。此外，在从冷却塔42向三通阀34c延伸的废热流路12c中设有用于对气体的温度进行测定的温度传感器36d。利用这些温度传感器测定到的气体的温度向后述的控制装置44输出。
(控制方法)
CAES发电装置2包括控制装置44。控制装置44接收由温度传感器36a～36d测定到的温度值，并基于这些温度值对三通阀34a～34c进行控制。
在由温度传感器36b测定到的气体(废热)的温度Tg1比由温度传感器36a测定到的热介质的温度Th1高的情况下，控制装置44对三通阀34a进行控制，使热介质向热介质流路10b内流动，由第三热交换器28a进行热交换。在温度Tg1为温度Th1以下的情况下，对三通阀34a进行控制，不使热介质向热介质流路10b内流动，不由第三热交换器28a进行热交换。因此，能够使向高温蓄热箱30供给的热介质的温度上升，或者能够维持向高温蓄热箱30供给的热介质的温度。
接着，在由温度传感器36c测定到的气体的温度Tg2比废热基准温度Tth高的情况下，对三通阀34b进行控制，使气体向废热流路12c内流动，由冷却塔42对气体进行冷却。废热基准温度Tth由法令确定，是能够向外部气体排出的废热温度的上限值。冷却后，在由温度传感器36d测定到的气体的温度Tg3依然比废热基准温度Tth高的情况下，对三通阀34b、34c进行控制而使气体在废热流路12b、12c内反复流动，由冷却塔42反复冷却直至气体的温度Tg3为废热基准温度Tth以下。在利用冷却使气体的温度Tg3成为了废热基准温度Tth以下的情况下，对三通阀34c进行控制而经由废热流路12d将气体向外部气体排出。此外，在由温度传感器36c测定到的气体的温度Tg2已经为废热基准温度Tth以下的情况下，对三通阀34b、34c进行控制而使气体向废热流路12b、12d内流动，不由冷却塔42进行冷却就将气体向外部气体排出。
像以上那样，在本实施方式中，在第三热交换器28a中，能够对由第一热交换器18加热后的热介质进一步进行加热，能够将更高温的热介质储存于高温蓄热箱30。本结构如上述那样，在来自系统外的废热源40的废热比在第一热交换器18中被加热后的热介质高温的情况下有效。
<第二实施方式>
在图2所示的第二实施方式的CAES发电装置2中，第三热交换器28b的配置发生变更。本实施方式除了该点以外与图1的第一实施方式实质上相同。因此，省略与图1所示的结构相同的部分的说明。
在本实施方式中，在热介质流路10c的从高温蓄热箱30向第二热交换器22延伸的部分分支出热介质流路10d。在分支点设有三通阀34d，利用三通阀34d热介质能够选择在热介质流路10c、10d中的任一者中流动。分支的热介质流路10d在第二热交换器22的上游与热介质流路10c合流。
在热介质流路10c的从高温蓄热箱30向三通阀34d延伸的部分设有用于对热介质的温度进行测定的温度传感器36e。在此测定到的热介质的温度向控制装置44输出。
在热介质流路10d中设有第三热交换器28b。在第三热交换器28b中，利用热介质流路10d内的热介质和热流路12a内的气体进行热交换。具体地说，利用废热流路12a内的高温的气体对向第二热交换器22供给的热介质流路10d内的热介质进行加热。即，在第三热交换器28b中，气体的温度降低，热介质的温度上升。
在由温度传感器36b测定到的气体(废热)的温度Tg1比由温度传感器36e测定到的热介质的温度Th2高的情况下，控制装置44对三通阀34d进行控制，使热介质向热介质流路10d内流动，由第三热交换器28b进行热交换。在气体的温度Tg1为热介质的温度Th2以下的情况下，对三通阀34d进行控制，不使热介质向热介质流路10d内流动，不由第三热交换器28b进行热交换。因此，能够使向第二热交换器22供给的热介质的温度上升，或者维持向第二热交换器22供给的热介质的温度。
像以上那样在本实施方式中，在第三热交换器28b中，能够对要由第二热交换器22加热的热介质进行预加热，能够减轻第二热交换器22中的热介质的加热负荷。本结构如上述那样，在来自系统外的废热源40的废热比向第二热交换器22供给的热介质高温的情况下有效。
<第三实施方式>
在图3所示的第三实施方式的CAES发电装置2中，第三热交换器28c的配置发生变更。本实施方式除了该点以外与图1的第一实施方式实质上相同。因此，省略与图1所示的结构相同的部分的说明。
在本实施方式中，在热介质流路10a的从低温蓄热箱32向第一热交换器18延伸的部分分支出热介质流路10e。在分支点设有三通阀34e，利用三通阀34e，热介质能够选择在热介质流路10a、10e中的任一者中流动。分支的热介质流路10e与高温蓄热箱30流体连接。
在热介质流路10a的从低温蓄热箱32向三通阀34e延伸的部分设有用于对热介质的温度进行测定的温度传感器36f。在此测定到的热介质的温度向控制装置44输出。
在热介质流路10e中设有第三热交换器28c。在第三热交换器28c中，利用热介质流路10e内的热介质和废热流路12a内的气体进行热交换。具体地说，利用废热流路12a内的高温的气体对向高温蓄热箱30供给的热介质流路内的热介质进行加热。即，在第三热交换器28c中，气体的温度降低，热介质的温度上升。
在由温度传感器36b测定到的气体(废热)的温度Tg1比由温度传感器36f测定到的热介质的温度Th3高的情况下，控制装置44对三通阀34e进行控制，使热介质向热介质流路10e内流动，由第三热交换器28c进行热交换。在气体的温度Tg1为热介质的温度Th3以下的情况下，对三通阀34e进行控制，不使热介质向热介质流路10e内流动，不由第三热交换器28c进行热交换。因此，能够使向高温蓄热箱30供给的热介质的温度上升，或者维持向高温蓄热箱30供给的热介质的温度。
像以上那样在本实施方式中，在第三热交换器28c中，能够与第一热交换器18中的热介质的加热并行地对向高温蓄热箱30供给的热介质进行加热，能够将更多的热介质储存于高温蓄热箱30。本结构如上述那样，在来自系统外的废热源40的废热比向第一热交换器18供给的热介质高温的情况下有效。
<第四实施方式>
在图4所示的第四实施方式的CAES发电装置2中，第三热交换器28d的配置发生变更。本实施方式除了该点以外与图1的第一实施方式实质上相同。因此，省略与图1所示的结构相同的部分的说明。
在本实施方式中，从蓄压箱20向膨胀机26延伸的空气流路8c分支成三个空气流路8e～8g。在分支点设有三通阀34f，利用三通阀34f，压缩空气能够选择在空气流路8e～8g中的任一者中流动。分支的空气流路8e～8g经由三通阀34g合流成空气流路8h。合流之后的空气流路8h与膨胀机26的供给口26a流体连接。
在热介质流路10c的从高温蓄热箱30向第二热交换器22延伸的部分设有用于对热介质的温度进行测定的温度传感器36g。在此测定到的热介质的温度向控制装置44输出。
在三个空气流路8e～8g之中，在空气流路8g中设有第二热交换器22，在空气流路8e中设有第三热交换器28d。在第二热交换器22中，与第一实施方式相同地压缩空气被热介质加热。在第三热交换器28d中，利用空气流路8e内的压缩空气和废热流路12a内的气体进行热交换。具体地说，利用废热流路12a内的高温的气体对向膨胀机26供给的空气流路8e内的压缩空气进行加热。即，在第三热交换器28d中，气体的温度降低，压缩空气的温度上升。
在由温度传感器36b测定到的气体(废热)的温度Tg1比由温度传感器36g测定到的热介质的温度Th4高的情况下，控制装置44对三通阀34f、34g进行控制，按照空气流路8c、8g、8f、8e、8h的顺序使压缩空气流动，即在由第二热交换器22对压缩空气进行加热之后，进一步由第三热交换器28d对压缩空气进行加热。在气体的温度Tg1为热介质的温度Th4以下的情况下，对三通阀34f、34g进行控制，按照空气流路8c、8e、8f、8g、8h的顺序使压缩空气流动，即，在由第三热交换器28d对压缩空气进行加热之后，进一步由第二热交换器22对压缩空气进行加热。因此，能够在第二热交换器22和第三热交换器28d这两者中使向膨胀机26供给的热介质的温度上升，或者维持向膨胀机26供给的热介质的温度。
像以上那样在本实施方式中，在第三热交换器28d中，能够不经由热介质等而利用废热直接对膨胀前的压缩空气进行加热。本结构如上述那样，在来自系统外的废热源40的废热比向膨胀机26供给的压缩空气高温的情况下有效。
<第五实施方式>
在图5所示的第五实施方式的CAES发电装置2中，第三热交换器28e的配置发生变更。本实施方式除了该点以外与图1的第一实施方式实质上相同。因此，省略与图1所示的结构相同的部分的说明。
在本实施方式中，在从膨胀机26的排气口26b延伸的空气流路8d中分支有空气流路8i。在分支点设有三通阀34h，利用三通阀34h，空气能够选择在空气流路8d、8i中的任一者中流动。分支的空气流路8i与外部气体相通。
在空气流路8d的从膨胀机26向三通阀34h延伸的部分设有用于对空气的温度进行测定的温度传感器36h。在此测定到的空气的温度向控制装置44输出。
在空气流路8i中设有第三热交换器28e。在第三热交换器28e中，利用空气流路8i内的空气和废热流路12a内的气体进行热交换。具体地说，从膨胀机26排出的空气因此膨胀时的吸热温度降低，利用该冷能对废热流路12a内的高温的气体进行冷却。即，在第三热交换器28e中，气体的温度降低，空气的温度上升。
在由温度传感器36b测定到的气体(废热)的温度Tg1比由温度传感器36h测定到的空气的温度Ta1高的情况下，控制装置44对三通阀34h进行控制，使空气向空气流路8i内流动，由第三热交换器28e进行热交换。在气体的温度Tg1为空气的温度Ta1以下的情况下，对三通阀34h进行控制，不使空气向空气流路8i内流动，不由第三热交换器28e进行热交换。因此，能够使从废热源40排出的气体的温度降低，或者维持从废热源40排出的气体的温度。
像以上那样在本实施方式中，在第三热交换器28e中，能够利用从膨胀机26排出的空气的冷能对系统外的废热源40的废热进行冷却。从膨胀机26排出的空气因膨胀时的吸热温度降低，通过有效利用排气空气的冷能从而能够提高系统的能量效率。
<第六实施方式>
在图6所示的第六实施方式的CAES发电装置2中，第三热交换器28f的配置发生变更。本实施方式除了该点以外与图1的第一实施方式实质上相同。因此，省略与图1所示的结构相同的部分的说明。
在本实施方式中，在热介质流路10c的从第二热交换器22向低温蓄热箱32延伸的部分分支出热介质流路10f。在分支点设有三通阀34i，利用三通阀34i，热介质能够选择在热介质流路10c、10f中的任一者中流动。分支的热介质流路10f在低温蓄热箱32的上游与热介质流路10c合流。
在热介质流路10c的从第二热交换器22向三通阀34i延伸的部分设有用于对热介质的温度进行测定的温度传感器36i。在此测定到的热介质的温度向控制装置44输出。
在热介质流路10f中设有第三热交换器28f。在第三热交换器28f中，利用热介质流路10f内的热介质和废热流路12a内的气体进行热交换。具体地说，利用由第二热交换器22冷却后的热介质流路10f内的热介质对废热流路12a内的高温的气体进行冷却。即，在第三热交换器28f中，气体的温度降低，热介质的温度上升。
在由温度传感器36b测定到的气体(废热)的温度Tg1比由温度传感器36i测定到的热介质的温度Th5高的情况下，控制装置44对三通阀34i进行控制，使热介质向热介质流路10f内流动，由第三热交换器28f进行热交换。在气体的温度Tg1为热介质的温度Th5以下的情况下，对三通阀34i进行控制，不使热介质向热介质流路10f内流动，不由第三热交换器28f进行热交换。因此，能够降低从废热源40排出的气体的温度降低，或者维持从废热源40排出的气体的温度。
像以上那样在本实施方式中，在第三热交换器28f中，能够利用由第二热交换器冷却后的热介质对系统外的废热源40的废热进行冷却。此外，通过有效利用由第二热交换器中冷却后的热介质从而能够提高系统的能量效率。
在第一至第六实施方式之中的、第一至第四实施方式中，主要目的在于：回收并利用来自废热源40的废热、提高CAES发电装置2的发电效率。此外，在第五和第六实施方式中，主要目的在于：对来自废热源40的废热进行冷却并设为废热基准温度以下。需要说明的是，这些实施方式还可以组合实施，在图7中示出了作为第七实施方式将第一至第六实施方式组合而来的CAES发电装置2的结构。
<第七实施方式>
图7所示的第七实施方式的CAES发电装置2是第一至第六实施方式组合而来的。因此，其结构与图1至图6所示的结构实质上相同，因而省略说明。其中，在本实施方式中，用于对蓄压箱20内的压力进行测定的压力传感器46设于蓄压箱20。
在图8A和图8B示出了本实施方式的控制方法。图8A示出了如第一至第四实施方式那样回收并利用来自系统外的废热源40的废热的控制方法。图8B示出了如第五和第六实施方式那样对来自系统外的废热源40的废热进行冷却的控制方法。这些处理并行地执行。
如图8A所示那样，在废热回收的控制开始时(步骤S8A-1)，判断是否正在制造压缩空气(步骤S8A-2)。
在没有正在制造压缩空气的情况下，判断由温度传感器36b测定到的气体(废热)的温度Tg1是否比由温度传感器36f测定到的热介质的温度Th3大(步骤S8A-3)。在气体的温度Tg1比热介质的温度Th3大的情况下执行废热回收3的处理(步骤S8A-4)，在并非这样的情况下切换三通阀34e而将热介质流路10e闭锁，使朝向第一热交换器18的热介质流路10a流通(步骤S8A-5)。在执行这些处理之后，移动到后述的步骤S8A-9的处理。在此，废热回收3的处理表示第三实施方式中的第三热交换器28c的废热回收处理。
在正在制造压缩空气的情况下，判断由温度传感器36b测定到的气体的温度Tg1是否比由温度传感器36a测定到的热介质的温度Th1大(步骤S8A-6)。在气体的温度Tg1比热介质的温度Th1大的情况下执行废热回收1的处理(步骤S8A-7)，在并非这样的情况下切换三通阀34a而将热介质流路10b闭锁，使朝向高温蓄热箱30的热介质流路10a流通(步骤S8A-8)。在执行这些处理之后，移动到后述的步骤S8A-9的处理。在此，废热回收1的处理表示第一实施方式中的第三热交换器28a的废热回收处理。
接着，判断由温度传感器36b测定到的气体的温度Tg1是否比由温度传感器36e测定到的热介质的温度Th2大，并且判断气体的温度Tg1是否比由温度传感器36g测定到的热介质的温度Th4大(步骤S8A-9)。在气体的温度Tg1比热介质的温度Th2大的情况下，执行废热回收4的处理行(步骤S8A-10)，之后利用发电机24进行发电(步骤S8A-11)，在并非这样的情况下执行废热回收2、4的处理(步骤S8A-12)，之后进行发电(步骤S8A-11)。在此，废热回收2、4的处理表示第二、第四实施方式中的第三热交换器28b、28d的废热回收处理。其中，废热回收4的处理，根据是否如第四实施方式所示那样气体的温度Tg1比热介质的温度Th4大而处理有所不同，基于在步骤S8A-9中判断出的值执行处理。然后，在结束这些处理之后，结束废热回收的控制(步骤S8A-13)。
此外，如图8B所示那样，在开始废热冷却的控制时(步骤S8B-1)，判断由压力传感器46测定到的蓄压箱20内的压力P是否比设定值Pth大(步骤S8B-2)。在压力P不大于设定值Pth的情况下，执行废热冷却6的处理(步骤S8B-3)，移动到后述的步骤S8B-7的处理。在压力P比设定值Pth大的情况下，判断是否需要电力(步骤S8B-4)，在需要电力的情况下执行废热冷却6的处理(步骤S8B-5)，在不需要的情况下执行废热冷却5的处理(步骤S8B-6)。在此，废热冷却5、6的处理表示第五、第六实施方式中的第三热交换器28e、28f的废热冷却处理。然后，在结束这些处理之后，移动到后述的步骤S8B-7的处理。
接着，判断由温度传感器36c测定到的气体的温度Tg2是否比废热基准温度Tth高(步骤S8B-7)。在气体的温度Tg2比废热基准温度Tth高的情况下，对三通阀34b进行控制，使气体向废热流路12c内流动，在冷却塔42中对气体进行冷却(步骤S8B-8)。冷却后，再次判断由温度传感器36d测定到的气体的温度Tg3是否比废热基准温度Tth高(步骤S8B-7)。在由温度传感器36d测定到的气体的温度Tg3依然比废热基准温度Tth高的情况下，对三通阀34b、34c进行控制，使气体在废热流路12b、12c内反复流动，由冷却塔42进行冷却直到气体的温度Tg3成为废热基准温度Tth以下(步骤S8B-8)。在由温度传感器36d测定到的气体的温度Tg3成为了废热基准温度Tth以下的情况下，对三通阀34c进行控制，从而经由废热流路12d排出气体(步骤S8B-9)。此外，在由温度传感器36c测定到的气体的温度Tg2为废热基准温度Tth以下的情况下，使气体向废热流路12b、12c内流动，不由冷却塔42进行冷却就排出气体(步骤S8B-9)。然后，在结束这些处理之后，结束废热冷却的控制(步骤S8B-10)。
通过这样进行控制，从而始终对热交换对象的温度进行监视，能够防止来自系统外的废热源40的废热被加热、热介质或者压缩空气被冷却的情况。此外，CAES发电装置2由于利用可再生能量，因此存在进行不稳定的运转的情况。但是，通过能够如废热回收1至4或者废热冷却5、6的处理那样实行各种各样的处理，能够根据任意的运转状况，稳定地进行废热的冷却和热介质或者压缩空气的加热。
<第八实施方式>
在图9A和图9B所示的第八实施方式的CAES发电装置2中，压缩机16和膨胀机26都被置换为两级型的结构。本实施方式，除了该点以外与图7的第七实施方式实质上相同。因此，省略与图7所示的结构相同的部分的说明。
在本实施方式中，在图9A所示的点X的位置设有包括图9B所示的第三热交换器28的废热回收(冷却)机构48。由于本实施方式的压缩机16和膨胀机26为两级型，因此在中间级也进行废热回收(冷却)，设有比第七实施方式多的废热回收(冷却)机构48。
本实施方式的CAES发电装置2的控制方法与第七实施方式实质上相同。
这样，即使压缩机16或者膨胀机26为单级型、两级型、或者三级型以上也能够适用本发明。
在此记载的各实施方式中，利用可再生能量进行发电的对象被例如，风力、太阳光、太阳热、波力或者潮力、流水或者潮汐、以及地热等自然之力稳定地(或反复地)补充，并且能够将利用了不规则地变动的能量的全部对象作为对象。此外，利用可再生能量进行发电的对象也可以是因工厂内的其他的消耗大电力的设备导致的电力变动。
附图标记说明：
2 压缩空气贮藏发电(CAES发电装置)；
4 发电装置；
6 电力系统；
8a、8b、8c、8d、8e、8f、8g、8h、8i 空气流路；
10a、10b、10c、10d、10e、10f 热介质流路；
12a、12b、12c、12d 废热流路；
14 马达(电动机)；
16 压缩机；
16a 吸气口；
16b 排出口；
18 第一热交换器；
20 蓄压箱(蓄压部)；
22 第二热交换器；
24 发电机；
26 膨胀机；
26a 供给口；
26b 排气口；
28、28a、28b、28c、28d、28e、28f 第三热交换器；
30 高温蓄热箱(蓄热部)；
32 低温蓄热箱；
34、34a、34b、34c、34d、34e、34f、34g、34h 三通阀；
36、36a、36b、36c、36d、36e、36f、36g、36h、36i 温度传感器；
38 泵；
40 废热源；
42 冷却塔；
44 控制装置；
46 压力传感器；
48 废热回收(冷却)机构。

Claims (1)

1.一种压缩空气贮藏发电装置，其中，
所述压缩空气贮藏发电装置包括：
电动机，其由利用可再生能量发电得到的电力驱动；
压缩机，其由所述电动机驱动，且用于对空气进行压缩；
蓄压部，其用于储存由所述压缩机压缩后的压缩空气；
膨胀机，其由从所述蓄压部供给的压缩空气驱动；
发电机，其与所述膨胀机机械性地连接；
第一热交换器，其利用从所述压缩机向所述蓄压部供给的压缩空气和热介质进行热交换，所述第一热交换器对所述压缩空气进行冷却并对所述热介质进行加热；
蓄热部，其用于储存由所述第一热交换器加热后的所述热介质；
第二热交换器，其利用从所述蓄压部向所述膨胀机供给的所述压缩空气和从所述蓄热部供给的所述热介质进行热交换，所述第二热交换器对所述压缩空气进行加热并对所述热介质进行冷却；以及
第三热交换器，其利用系统外的废热和不经过所述第一热交换器而向所述蓄热部供给的所述热介质进行热交换，所述第三热交换器对所述系统外的废热进行冷却并对所述热介质进行加热。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107769233B (zh) * 2017-11-21 2019-03-29 清华大学 一种小容量压缩空气储能装置及其并网方法
PL235565B1 (pl) * 2018-01-26 2020-09-07 Politechnika Slaska Im Wincent Sposób integracji systemu magazynowania energii w wodorze oraz sprężonym powietrzu
JP6913044B2 (ja) * 2018-02-23 2021-08-04 株式会社神戸製鋼所 圧縮空気貯蔵発電装置
JP7349266B2 (ja) * 2019-05-31 2023-09-22 三菱重工業株式会社 ガスタービンおよびその制御方法並びにコンバインドサイクルプラント
CN114263569B (zh) * 2021-11-26 2024-01-23 中国科学院工程热物理研究所 一种二氧化碳压缩循环储能冷热电联供耦合系统
JP2024054757A (ja) * 2022-10-05 2024-04-17 株式会社日立産機システム 圧縮空気エネルギ貯蔵装置およびヒートポンプ装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2378100A2 (en) * 2009-10-27 2011-10-19 General Electric Company System and method of using a compressed air storage system with a gas turbine
CN102459846A (zh) * 2009-04-14 2012-05-16 Abb研究有限公司 具有两个热槽的热电能量存储系统和用于存储热电能量的方法
CN102518480A (zh) * 2011-12-14 2012-06-27 华北电力大学 一种压缩空气蓄能与燃煤锅炉集成的发电系统
CN102686851A (zh) * 2009-10-28 2012-09-19 通用电气公司 具有多级热能存储的绝热压缩空气能量存储系统
CN103237970A (zh) * 2010-08-10 2013-08-07 迪傲公司 绝热式压缩空气蓄能处理
WO2014159525A1 (en) * 2013-03-14 2014-10-02 Dresser-Rand Company Caes plant using steam injection and bottoming cycle expander

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4765142A (en) * 1987-05-12 1988-08-23 Gibbs & Hill, Inc. Compressed air energy storage turbomachinery cycle with compression heat recovery, storage, steam generation and utilization during power generation
IL108546A (en) * 1994-02-03 1997-01-10 Israel Electric Corp Ltd Compressed air energy storage method and system
US5495709A (en) * 1994-08-05 1996-03-05 Abb Management Ag Air reservoir turbine
JPH10238366A (ja) * 1996-12-24 1998-09-08 Hitachi Ltd エネルギー貯蔵型ガスタービン発電システム
DE19757588A1 (de) * 1996-12-24 1998-07-02 Hitachi Ltd Stromerzeugungssystem mit Gasturbine und Energiespeicher
US7669423B2 (en) * 2007-01-25 2010-03-02 Michael Nakhamkin Operating method for CAES plant using humidified air in a bottoming cycle expander
WO2010125568A2 (en) * 2009-04-28 2010-11-04 Technion- Research And Development Foundation Ltd. A system for wind energy harvesting and storage wising compressed air and hot water
US20110094229A1 (en) * 2009-10-27 2011-04-28 Freund Sebastian W Adiabatic compressed air energy storage system with combustor
US20110100010A1 (en) * 2009-10-30 2011-05-05 Freund Sebastian W Adiabatic compressed air energy storage system with liquid thermal energy storage
CN102052256B (zh) * 2009-11-09 2013-12-18 中国科学院工程热物理研究所 超临界空气储能系统
GB2482870A (en) 2010-08-16 2012-02-22 Dlp Ltd Ramp
ES2423973B1 (es) * 2012-02-23 2014-09-08 Prextor Systems, S.L. Tecnología caes de ciclo combinado (CCC)
WO2014052927A1 (en) * 2012-09-27 2014-04-03 Gigawatt Day Storage Systems, Inc. Systems and methods for energy storage and retrieval
US9322295B2 (en) * 2012-10-17 2016-04-26 General Electric Company Thermal energy storage unit with steam and gas turbine system
CN103114971B (zh) * 2013-02-06 2014-11-05 西安交通大学 用于平抑集群化风电场功率输出波动的混合储能系统
CN103291557B (zh) * 2013-05-08 2015-10-28 西安交通大学 基于太阳能光热利用的风光储能孤岛型冷热电联供系统
US20150113940A1 (en) * 2013-10-25 2015-04-30 Mada Energie Ltd Systems, methods, and devices for liquid air energy storage in conjunction with power generating cycles
EP3064753A4 (en) 2013-10-31 2016-12-14 Chugoku Electric Power MOTORABHITZERÜCKGEWINNUNGSSYSTEM
DE102014105237B3 (de) * 2014-04-11 2015-04-09 Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Speichern und Rückgewinnen von Energie
CN204610203U (zh) * 2015-03-30 2015-09-02 华北电力大学 一种绝热压缩空气蓄能与太阳能集成的系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102459846A (zh) * 2009-04-14 2012-05-16 Abb研究有限公司 具有两个热槽的热电能量存储系统和用于存储热电能量的方法
EP2378100A2 (en) * 2009-10-27 2011-10-19 General Electric Company System and method of using a compressed air storage system with a gas turbine
CN102686851A (zh) * 2009-10-28 2012-09-19 通用电气公司 具有多级热能存储的绝热压缩空气能量存储系统
CN103237970A (zh) * 2010-08-10 2013-08-07 迪傲公司 绝热式压缩空气蓄能处理
CN102518480A (zh) * 2011-12-14 2012-06-27 华北电力大学 一种压缩空气蓄能与燃煤锅炉集成的发电系统
WO2014159525A1 (en) * 2013-03-14 2014-10-02 Dresser-Rand Company Caes plant using steam injection and bottoming cycle expander

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