CN110761980B - 一种功及冷能梯级利用的超临界压缩空气储能系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种功及冷能梯级利用的超临界压缩空气储能系统，包括储能段、蓄冷液化段及膨胀段。储能段中多级压缩机、间冷器、后冷器依次连接。蓄冷液化段中蓄冷换热器、液体膨胀机、液态空气储罐、三通转换阀、低温泵、冷量换热器依次连接。膨胀段中再热器、膨胀机依次连接。本发明的功及冷能梯级利用的超临界压缩空气储能系统具有能量密度高、效率高，可以提供不同品位冷量及功量、负荷跟随好的优点，适用于电网调峰、可再生能源、分布式能源等领域，对环境友好。

Description

一种功及冷能梯级利用的超临界压缩空气储能系统

技术领域

本发明属于压缩空气储能、低温制冷、可再生能源、分布式能源等领域，涉及一种压缩空气储能系统，特别涉及一种利用液态空气进行储能和储冷的超临界压缩空气储能系统，是一种可以实现功及冷能梯级利用的超临界压缩空气储能系统。

背景技术

能源和环境问题的可持续发展是国民经济发展的基础，而解决电力行业中的能源环境问题是保证我国经济可持续发展的重要组成部分。电力储能是调整我国能源结构、大规模发展可再生能源、提高能源安全的关键技术之一，大规模储能技术的研究具有重要理论和实践价值。

目前的储能系统有抽水蓄能、压缩空气储能、燃料电池等，抽水蓄能和压缩空气储能具有储能密度大、输出功率大等特点。但抽水蓄能电站必须建设大坝，耗水量大，对生态也会造成一定的破坏。而压缩空气储能系统不耗水，对生态环境基本没有影响，具有初始投资成本低、效率高、无毒、寿命长等优点，具有较大的发展前景。

传统的压缩空气储能电站将高压空气存储在储气室中，释能时需要通过高压空气与燃料燃烧来提高膨胀机入口温度，能量密度低，受到地理位置的限制，同时依赖化学燃料提供热源。超临界压缩空气储能系统将蓄热式压缩空气储能系统与液态空气储能系统相结合，系统无需燃烧室、空气以液态形式储存在储罐中，不受地理环境限制，能量密度大。但目前超临界压缩空气储能系统存在蓄冷损失大，能量利用不充分等问题。此外，目前的超临界压缩空气储能系统仅提供功，能量输出方式较单一。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷和不足，本发明旨在提供一种利用液态空气进行储功和储冷的超临界压缩空气储能系统，追求蓄冷侧达到冷热侧能量匹配，是一种可以实现功及冷能梯级利用的超临界压缩空气储能系统，该系统具有能量密度高、效率高，可以提供不同品位冷量及功量、运行灵活等特点。

本发明为实现其技术目的所采用的技术方案为：

一种功及冷能梯级利用的超临界压缩空气储能系统，包括多级压缩机、间冷器、后冷器、多级蓄冷换热器、液体膨胀机、液态空气储罐、再热器、多级膨胀机、常温水罐、热水罐，其特征在于，

所述多级压缩机中，各级压缩机的气体管线依次连接，每一级压缩机的排气管线上均设置一间冷器，第一级压缩机的进气口与大气连通，最后一级压缩机的排气口通过管线依次经一间冷器、一后冷器、各级蓄冷换热器的热侧、液体膨胀机后与所述液态空气储罐的进口连通，

所述多级膨胀机中，各级膨胀机的气体管线依次连接，每一级膨胀机的进气管线上均设置一再热器，最后一级膨胀机的排气口与大气连通，所述液态空气储罐的液态空气出口通过管线依次经各级蓄冷换热器的第一冷侧后与第一级膨胀机的进气口连通，

各间冷器的热侧分别对应设置在各级压缩机的排气管线上，各间冷器的冷侧进口分别通过管路与所述常温水罐的出口连通，各间冷器的冷侧出口分别通过管路与所述热水罐的进口连通，

各再热器的冷侧分别对应设置在各级膨胀机的进气管线上，各再热器的热侧进口分别通过管路与所述热水罐的出口连通，各再热器的热侧出口分别通过管路与所述常温水罐的进口连通。

优选地，所述液态空气储罐的未凝低温常压空气出口通过管线依次经各级蓄冷换热器的第二冷侧后与大气连通。

进一步地，所述未凝低温常压空气出口设置在液态空气储罐的顶部，所述液态空气储罐的液态空气出口设置在底部。

优选地，所述常温水罐的进口管路上设置一散热器。

优选地，所述液态空气储罐的液态空气出口管线上设有一低温泵和一冷量换热器，且所述低温泵及冷量换热器的进口处分别设有一三通转换阀，并通过三通转换阀分别与对应的出口之间设置一旁通管路。系统释能/释冷时，所述液态空气储罐排出的液态空气经低温泵加压至一定压力后，可输送至低温冷量换热器，实现冷能的输送，换热后的气体输送至各级蓄冷换热器中加热，同时回收冷量。通过三通转换阀选择性的开启或关闭，从而满足不同用户需求的冷能分配以及不同释能压力的加压需求。

进一步地，各级蓄冷换热器的第一冷侧的出口管线上也分别设有低温泵和冷量换热器，每一低温泵及冷量换热器的进口处分别设有三通转换阀，通过三通转换阀分别与对应部件的出口之间设置旁通管路。其中，低温泵通过加压提升空气压力能，实现空气在膨胀机中的膨胀做功，冷量换热器通过与外界进行热交换实现冷能的灵活释放。所述的低温泵和所述的冷量换热器通过三通转换阀选择性的开启或关闭，从而满足不同用户需求的冷能分配。

进一步地，下游的至少一级蓄冷换热器的第一冷侧的出口管线上分别设有低温泵和冷量换热器，且低温泵及冷量换热器的进口处分别设有三通转换阀，并通过三通转换阀分别与对应部件的出口之间设置一旁通管路；其余各级蓄冷换热器的第一冷侧的出口管线上仅分别设有一冷量换热器，且每一冷量换热器的进口处分别设有三通转换阀，并通过三通转换阀分别与对应部件的出口之间设置一旁通管路。其中，低温泵通过加压提升空气压力能，实现空气在膨胀机中的膨胀做功，冷量换热器通过与外界进行热交换实现冷能的灵活释放。所述的低温泵和所述的冷量换热器通过三通转换阀选择性的开启或关闭，从而满足不同用户需求的冷能分配。

优选地，所述液态空气储罐的液态空气出口管线以及各级蓄冷换热器的第一冷侧的出口管线上分别设有一低温泵，且每一低温泵的进口处分别设有一第一三通转换阀、出口处分别设有一第二三通转换阀，并通过第一三通转换阀分别与对应的出口之间设置一旁通管路，第二三通转换阀的进口与低温泵的出口连通、第一出口与下游紧邻的蓄冷换热器的第一冷侧的进口连通、第二出口管路上设置一冷量换热器，且冷量换热器的出口与外界连通。其中，低温泵通过加压提升空气压力能，实现空气在膨胀机中的膨胀做功，冷量换热器通过与外界进行热交换实现冷能的灵活释放。所述的低温泵和所述的冷量换热器通过三通转换阀选择性的开启或关闭，从而满足不同用户需求的冷能分配。

优选地，所述液态空气储罐的液态空气出口管线以及下游的至少一级蓄冷换热器的第一冷侧的出口管线上分别设有一低温泵，且每一低温泵的进口处分别设有一第一三通转换阀、出口处分别设有一第二三通转换阀，并通过第一三通转换阀分别与对应的出口之间设置一旁通管路，第二三通转换阀的进口与低温泵的出口连通、第一出口与下游紧邻的蓄冷换热器的第一冷侧的进口连通、第二出口管路上设置一冷量换热器，且冷量换热器的出口与外界连通；其余各级蓄冷换热器的第一冷侧的出口管线上分别设有一第三三通转换阀，第三三通转换阀的第一出口与下游紧邻的蓄冷换热器的第一冷侧的进口连通、第二出口管路上设置一冷量换热器，且冷量换热器的出口与外界连通。其中，低温泵通过加压提升空气压力能，实现空气在膨胀机中的膨胀做功，冷量换热器通过与外界进行热交换实现冷能的灵活释放。所述的低温泵和所述的冷量换热器通过三通转换阀选择性的开启或关闭，从而满足不同用户需求的冷能分配。

本发明的上述功及冷能梯级利用的超临界压缩空气储能系统，按照各部件组合后的功能，可以将所述系统划分为储能段、蓄冷液化段和释能段：

所述储能段中，多级压缩机、各级间冷器、后冷器依次连接。

所述释能段中，各级再热器、多级膨胀机依次连接。所述的再热器的热水侧通过管道与所述的热水罐、间冷器的冷水侧及常温水罐依次连接。

所述蓄冷液化段中，各级蓄冷换热器、液体膨胀机、液态空气储罐、三通转换阀、低温泵、冷量换热器依次连接。所述液态空气储罐的顶部气体侧、蓄冷换热器经过管道依次连接。所述低温泵通过加压提升空气压力能，实现空气在膨胀机中的膨胀做功。所述冷量换热器通过与外界进行热交换实现冷能的灵活释放。

本发明的功及冷能梯级利用的超临界压缩空气储能系统中，液态空气储罐中的液态空气流经低温泵、冷量换热器，吸收热量，提供冷能。在各级蓄冷换热器中，经过增压换热后的高压空气通过各级再热器进入多级膨胀机进行膨胀做功，实现功的梯级利用。

本发明的功及冷能梯级利用的超临界压缩空气储能系统中，高压空气通过后冷器及各级蓄冷换热器冷却后，再经液体膨胀机膨胀液化后进入液态空气储罐储存。

优选地，所述的各级蓄冷换热器可采用填充床直接蓄冷、填充床间接蓄冷和采用液体蓄冷工质进行双罐间接蓄冷的形式。

优选地，所述常温水罐及热水罐的出口管路上均设有水泵。

优选地，所述的冷量换热器、再热器及间冷器为板翅式、管壳式、板式换热器中的一种或多种组合。

优选地，所述的多级压缩机由电动机驱动，所述的多级膨胀机传动连接一发电机。

优选地，所述的多级压缩机和多级膨胀机为活塞式、轴流式、离心式、螺杆式或混合式叶轮机中的一种。

本发明的利用冷能及功梯级利用的超临界压缩空气储能系统，其工作原理为：

储能时，多级压缩机被多余的电能驱动将空气压缩到超临界状态，通过各级间冷器及后冷器冷却后，利用存储在多级蓄冷换热器中的冷能将超临界状态的空气再次等压冷却，之后经液体膨胀机膨胀液化后存储于液态空气储罐中，同时空气在多级压缩过程中产生的压缩热被回收并存储在热水罐中。

释能时，液态空气经低温泵加压至超临界压力后，并在蓄冷换热器和冷量换热器中加热至常温，在再热器中吸收压缩热后经多级膨胀机膨胀做功。同时液态空气中的冷能一部分被回收并存储在蓄冷换热器中，一部分通过冷量换热器用于冷能的提供。

本发明的利用冷能及功梯级利用的超临界压缩空气储能系统中，所述低温泵通过加压提升空气压力能，实现空气在膨胀机中的膨胀做功。所述冷量换热器通过与外界进行热交换实现冷能的灵活释放。经过蓄冷液化段增压换热后的高压空气通过所述再热器进入所述多级膨胀机组进行膨胀做功，实现功的梯级利用。所述的蓄冷液化段中采用1级或多级低温泵及多级冷量换热器进行加压换热，从而实现冷能的梯级利用。所述的低温泵和所述的冷量换热器可以通过阀门选择性的开启或关闭，从而满足不同用户需求的冷能分配。

通过上述技术方案可以看出，同现有技术相比，本发明的有益效果在于：系统在超临界压缩空气储能系统的基础上，将低温制冷与气体膨胀做功相结合，利用多级蓄冷换热器、低温泵和多级冷量换热器实现了功及冷能的梯级利用，提高了系统的能量利用效率。本发明的超临界压缩空气储能系统具有能量密度高、效率高，可以提供不同品位冷量及功量、负荷跟随好的优点，适用于电网调峰、可再生能源、分布式能源等领域，对环境友好。

附图说明

图1为本发明的功及冷能梯级利用的超临界压缩空气储能系统示意图；

图2为本发明的冷能及功梯级利用的超临界压缩空气储能系统(闭式)中的蓄冷液化段结构示意图。

图3为本发明的冷能及功梯级利用的超临界压缩空气储能系统(开式)中的蓄冷液化段结构示意图。

图中序号说明：

1:大气；2：后冷器；3:蓄冷液化段入口；4：液体膨胀机入口；5：液体膨胀机；6：液体膨胀机的液态空气出口；7：液态空气储罐；8：液态空气储罐的液态空气出口；9：低温常压空气；10：常压空气出口；11：用于进入膨胀段的高压空气；12：末级膨胀机排气；13：常温水罐；14：热水罐；15：散热器；16：水泵；17：水泵；18：电动机；19：发电机；V1～V9：三通转换阀；C1～C4:压缩机；A1～A4:间冷器；B、B1～B5:蓄冷换热器；P、P1～P3:低温泵；H1～H6:冷量换热器；E1～E4:膨胀机；R1～R4:再热器

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

如图1所示，本发明的功及冷能梯级利用的超临界压缩空气储能系统，包括多级压缩机C1～C4、间冷器A1～A4、后冷器2、多级蓄冷换热器B、液体膨胀机5、液态空气储罐7、低温泵P1、冷量换热器H1、再热器R1～R4、多级膨胀机E1～E4、散热器15、常温水罐13、热水罐14。其中，多级压缩机C1～C4中，各级压缩机C1～C4的气体管线依次连接，每一级压缩机C1～C4的排气管线上均设置一间冷器A1～A4，第一级压缩机C1的进气口与大气1连通，最后一级压缩机C4的排气口通过管线依次经一间冷器A4、一后冷器2后通入多级蓄冷换热器B的热侧入口(即蓄冷液化段入口3)，多级蓄冷换热器B的热侧出口与液体膨胀机5的入口4连通，液体膨胀机5的液态空气出口6与液态空气储罐7的进口连通。多级膨胀机E1～E4中，各级膨胀机E1～E4的气体管线依次连接，每一级膨胀机E1～E4的进气管线上均设置一再热器R1～R4，末级膨胀机E4的排气12与大气连通，液态空气储罐7的液态空气出口8通过管线依次经各级蓄冷换热器B的第一冷侧后与第一级膨胀机E1的进气口连通。各间冷器A1～A4的热侧分别对应设置在各级压缩机C1～C4的排气管线上，各间冷器A1～A4的冷侧进口分别通过管路与常温水罐13的出口连通，各间冷器A1～A4的冷侧出口分别通过管路与热水罐14的进口连通，各再热器R1～R4的冷侧分别对应设置在各级膨胀机E1～E4的进气管线上，各再热器R1～R4的热侧进口分别通过管路与热水罐14的出口连通，各再热器R1～R4的热侧出口分别通过管路与常温水罐13的进口连通。

并且进一步地，继续参见图1，液态空气储罐7的未凝低温常压空气出口通过低温常压空气9的管线依次经各级蓄冷换热器B的第二冷侧后通过常压空气出口10与大气连通。液态空气储罐7的未凝低温常压空气出口设置在液态空气储罐7的顶部，液态空气储罐7的液态空气出口设置在底部。常温水罐13的进口管路上设置一散热器15，常温水罐13及热水罐14的出口管路上均设有水泵16、17。驱动单元18与多级压缩机C1～C4共轴相连，发电机19与膨胀机E1～E4共轴相连。

继续参见图1，作为一种优选，液态空气储罐7的液态空气出口管线上设有一低温泵P1和一冷量换热器H1，且低温泵P1及冷量换热器H1的进口处分别设有一三通转换阀V1，并通过三通转换阀V1分别与对应的出口之间设置一旁通管路。系统释能/释冷时，液态空气储罐7排出的液态空气经低温泵P1加压至一定压力后，可输送至低温冷量换热器H1，实现冷能的输送，换热后的气体输送至各级蓄冷换热器B中加热，同时回收冷量。

其中，低温泵通过加压提升空气压力能，实现空气在膨胀机中的膨胀做功，冷量换热器通过与外界进行热交换实现冷能的灵活释放。的低温泵和的冷量换热器通过三通转换阀选择性的开启或关闭，从而满足不同用户需求的冷能分配。

作为一种优选，图2为本发明的功及冷能梯级利用的超临界压缩空气储能系统(闭式)中的蓄冷液化段结构示意图。同时参照图1、2，最后一级压缩机C4的排气口通过管线依次经间冷器A4、后冷器2后通入多级蓄冷换热器B1～B5的热侧入口(即蓄冷液化段入口3)，多级蓄冷换热器B1～B5的热侧出口与液体膨胀机5的入口4连通，液体膨胀机5的液态空气出口6与液态空气储罐7的进口连通。液态空气储罐7的未凝低温常压空气出口通过低温常压空气9的管线依次经各级蓄冷换热器B1～B5的第二冷侧后通过常压空气出口10与大气连通。液态空气储罐7的液态空气出口8通过管线依次经各级蓄冷换热器B1～B5的第一冷侧后与第一级膨胀机E1的进气口连通。

液态空气储罐7的液态空气出口管线上设有一低温泵P1和一冷量换热器H1，且低温泵P1及冷量换热器H1的进口处分别设有一三通转换阀V1、V2，并通过三通转换阀V1、V2分别与对应的出口之间设置一旁通管路。系统释能/释冷时，液态空气储罐7排出的液态空气经低温泵P1加压至一定压力后，可输送至低温冷量换热器H1，实现冷能的输送，换热后的气体输送至各级蓄冷换热器B中加热，同时回收冷量。

第4、5级蓄冷换热器B4、B5的第一冷侧的出口管线上分别设有低温泵P2、P3和冷量换热器H2、H3，且低温泵P2、P3及冷量换热器H2、H3的进口处分别设有三通转换阀V3～V6，并通过三通转换阀V3～V6分别与对应部件的出口之间设置旁通管路；其余各级蓄冷换热器B1～B3的第一冷侧的出口管线上仅分别设有冷量换热器H4～H6，且每一冷量换热器H4～H6的进口处分别设有三通转换阀V7～V9，并通过三通转换阀V7～V9分别与对应部件的出口之间设置旁通管路。其中，低温泵P2、P3通过加压提升空气压力能，实现空气在膨胀机E1～E4中的膨胀做功，冷量换热器H1～H6通过与外界进行热交换实现冷能的灵活释放。的低温泵P2、P3和的冷量换热器H1～H6通过三通转换阀选择性的开启或关闭，从而满足不同用户需求的冷能分配。

结合图1、2，本发明的功及冷能梯级利用的超临界压缩空气储能系统在储能/储冷时，驱动单元18驱动压缩机C1～C4将空气逐级压缩到超临界状态，间冷器A1～A4存储压缩热，实现空气的级间冷却。处于临界状态的空气在多级蓄冷换热器B1～B5中被等压冷却液化，经液体膨胀机5膨胀做功，降温降压后液化，存储于液态空气储罐7中。

释能/释冷时，液态空气经低温泵P1加压至一定压力后，可输送至低温冷量换热器H1，实现冷能的输送，换热后的气体输送至蓄冷换热器B5中加热，同时回收冷量，出蓄冷换热器B5再次经过低温泵P2加压(该步骤是在空气为液态、且释能压力不足的情况下，若非以上两种情况的任一情况，不进行此步骤)和低温换热器H2释冷后(需要该梯度冷能时，若不需要，不进行此步骤)再进入蓄冷换热器B4，如此反复直至最后一级蓄冷换热器B1，被蓄冷换热器B1加热后的气体在再热器R1～R4中吸收压缩热进一步升温，升温后的高温高压气体通过管线进入多级膨胀机E1～E4膨胀做功。再热器R1～R4用于空气的级间加热。系统中的低温冷量换热器和低温泵的数量可以根据用户需求设置，本实施案例中选用的是3个低温泵和6个低温换热器。

一般情况下，储能/储冷与释能/释冷过程不同时运行。储能/储冷时，压缩机组C1～C4和液体膨胀机5工作，膨胀机组E1～E4、低温泵P1～P3关停，间冷器A1～A4回收压缩热，冷却气体，热水罐14存储压缩热，蓄冷换热器B1～B5释放冷量冷却气体。释能/释冷时则相反，压缩机组C1～C4和液体膨胀机5关停，膨胀机组E1～E4、低温泵P1～P3工作，蓄冷换热器B1～B5回收储能冷量，再热器R1～R4释放压缩热，提高空气温度。

作为另一种优选，图3本发明的冷能及功梯级利用的超临界压缩空气储能系统(开式)中的蓄冷液化段结构示意图。其结构同图2示出的实例基本相同，但经过低温换热器释放冷能后的空气不再回到蓄冷换热器，而是直接排出,其是为了获得更大的释放冷量温度范围。其他工作流程类似。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的范围之内。

Claims (10)

1.一种功及冷能梯级利用的超临界压缩空气储能系统，包括多级压缩机、间冷器、后冷器、多级蓄冷换热器、液体膨胀机、液态空气储罐、再热器、多级膨胀机、常温水罐、热水罐，其特征在于，

所述多级压缩机中，各级压缩机的气体管线依次连接，每一级压缩机的排气管线上均设置一间冷器，第一级压缩机的进气口与大气连通，最后一级压缩机的排气口通过管线依次经一间冷器、一后冷器、各级蓄冷换热器的热侧、液体膨胀机后与所述液态空气储罐的进口连通，

所述多级膨胀机中，各级膨胀机的气体管线依次连接，每一级膨胀机的进气管线上均设置一再热器，最后一级膨胀机的排气口与大气连通，所述液态空气储罐的液态空气出口通过管线依次经各级蓄冷换热器的第一冷侧后与第一级膨胀机的进气口连通，

各间冷器的热侧分别对应设置在各级压缩机的排气管线上，各间冷器的冷侧进口分别通过管路与所述常温水罐的出口连通，各间冷器的冷侧出口分别通过管路与所述热水罐的进口连通，

各再热器的冷侧分别对应设置在各级膨胀机的进气管线上，各再热器的热侧进口分别通过管路与所述热水罐的出口连通，各再热器的热侧出口分别通过管路与所述常温水罐的进口连通；

所述液态空气储罐的液态空气出口管线上设有一低温泵和一冷量换热器，且所述低温泵及冷量换热器的进口处分别设有一三通转换阀，并通过三通转换阀分别与对应的出口之间设置一旁通管路；

且各级蓄冷换热器的第一冷侧的出口管线上也分别设有低温泵和冷量换热器，每一低温泵及冷量换热器的进口处分别设有三通转换阀，通过三通转换阀分别与对应部件的出口之间设置旁通管路，或，下游的至少一级蓄冷换热器的第一冷侧的出口管线上分别设有低温泵和冷量换热器，且低温泵及冷量换热器的进口处分别设有三通转换阀，并通过三通转换阀分别与对应部件的出口之间设置一旁通管路，其余各级蓄冷换热器的第一冷侧的出口管线上仅分别设有一冷量换热器，且每一冷量换热器的进口处分别设有三通转换阀，并通过三通转换阀分别与对应部件的出口之间设置一旁通管路。

2.根据权利要求1所述的超临界压缩空气储能系统，其特征在于，所述液态空气储罐的未凝低温常压空气出口通过管线依次经各级蓄冷换热器的第二冷侧后与大气连通。

3.根据权利要求2所述的超临界压缩空气储能系统，其特征在于，所述未凝低温常压空气出口设置在液态空气储罐的顶部，所述液态空气储罐的液态空气出口设置在底部。

4.根据权利要求1所述的超临界压缩空气储能系统，其特征在于，所述常温水罐的进口管路上设置一散热器。

5.一种功及冷能梯级利用的超临界压缩空气储能系统，包括多级压缩机、间冷器、后冷器、多级蓄冷换热器、液体膨胀机、液态空气储罐、再热器、多级膨胀机、常温水罐、热水罐，其特征在于，

所述多级压缩机中，各级压缩机的气体管线依次连接，每一级压缩机的排气管线上均设置一间冷器，第一级压缩机的进气口与大气连通，最后一级压缩机的排气口通过管线依次经一间冷器、一后冷器、各级蓄冷换热器的热侧、液体膨胀机后与所述液态空气储罐的进口连通，

所述多级膨胀机中，各级膨胀机的气体管线依次连接，每一级膨胀机的进气管线上均设置一再热器，最后一级膨胀机的排气口与大气连通，所述液态空气储罐的液态空气出口通过管线依次经各级蓄冷换热器的第一冷侧后与第一级膨胀机的进气口连通，

各间冷器的热侧分别对应设置在各级压缩机的排气管线上，各间冷器的冷侧进口分别通过管路与所述常温水罐的出口连通，各间冷器的冷侧出口分别通过管路与所述热水罐的进口连通，

各再热器的冷侧分别对应设置在各级膨胀机的进气管线上，各再热器的热侧进口分别通过管路与所述热水罐的出口连通，各再热器的热侧出口分别通过管路与所述常温水罐的进口连通；

所述液态空气储罐的液态空气出口管线以及各级蓄冷换热器的第一冷侧的出口管线上分别设有一低温泵，且每一低温泵的进口处分别设有一第一三通转换阀、出口处分别设有一第二三通转换阀，并通过第一三通转换阀分别与对应的出口之间设置一旁通管路，第二三通转换阀的进口与低温泵的出口连通、第一出口与下游紧邻的蓄冷换热器的第一冷侧的进口连通、第二出口管路上设置一冷量换热器，且冷量换热器的出口与外界连通；

或，

所述液态空气储罐的液态空气出口管线以及下游的至少一级蓄冷换热器的第一冷侧的出口管线上分别设有一低温泵，且每一低温泵的进口处分别设有一第一三通转换阀、出口处分别设有一第二三通转换阀，并通过第一三通转换阀分别与对应的出口之间设置一旁通管路，第二三通转换阀的进口与低温泵的出口连通、第一出口与下游紧邻的蓄冷换热器的第一冷侧的进口连通、第二出口管路上设置一冷量换热器，且冷量换热器的出口与外界连通；其余各级蓄冷换热器的第一冷侧的出口管线上分别设有一第三三通转换阀，第三三通转换阀的第一出口与下游紧邻的蓄冷换热器的第一冷侧的进口连通、第二出口管路上设置一冷量换热器，且冷量换热器的出口与外界连通。

6.根据权利要求1或5所述的超临界压缩空气储能系统，其特征在于，所述的各级蓄冷换热器采用填充床直接蓄冷、填充床间接蓄冷或采用液体蓄冷工质进行双罐间接蓄冷的形式。

7.根据上述权利要求1或5所述的超临界压缩空气储能系统，其特征在于，所述常温水罐及热水罐的出口管路上均设有水泵。

8.根据上述权利要求1或5所述的超临界压缩空气储能系统，其特征在于，所述的冷量换热器、再热器及间冷器为板翅式、管壳式、板式换热器中的一种或多种组合。

9.根据上述权利要求1或5所述的超临界压缩空气储能系统，其特征在于，所述的多级压缩机由电动机驱动，所述的多级膨胀机传动连接一发电机。

10.根据上述权利要求1或5所述的超临界压缩空气储能系统，其特征在于，所述的多级压缩机和多级膨胀机为活塞式、轴流式、离心式、螺杆式或混合式叶轮机中的一种。

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