CN112112694B - 压缩热自消纳的液态空气储能系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液态空气储能技术领域，尤其涉及一种压缩热自消纳的液态空气储能系统及方法。该系统包括：液态空气储能单元的液态空气储罐的输入端通过储能管路连接空气压缩机组，液态空气储罐的输出端通过释能管路连接涡轮机组；工质循环单元包括相连的工质升温管路和工质降温管路，工质升温管路用于与空气压缩机组的输出端之间进行热交换，工质降温管路用于与涡轮机组的输入端之间进行热交换；吸收式制冷机组分别连接有第一管路和第二管路，第一管路用于与空气压缩机组的输入端之间进行热交换；第二管路的两端分别与位于涡轮机组两端的工质降温管路并联。该系统能够实现系统内部的压缩热自销纳，能够解决现有储能系统存在的能源浪费的问题。

Description

压缩热自消纳的液态空气储能系统及方法
技术领域
本发明涉及液态空气储能技术领域，尤其涉及一种压缩热自消纳的液态空气储能系统及方法。
背景技术
传统化石能源的加速消耗和日益严重的环境问题已经成为阻社会进步的主要难题，能源结构向绿色低碳转型势在必行。可再生能源随着时代的需要应运而生并迅速发展，但由于可再生能源固有的波动性和间歇性，将其纳入电网面临很大的挑战，因此储能技术的推进已经成为可再生能源发展的必然要求。液态空气储能作为一种大规模储能技术，得到了广泛的关注。而合理高效地利用液态空气储能系统在储能过程中产生的压缩热是提高系统整体效率的重要措施。
目前，针对上述压缩热的利用多为储能系统与附加循环的耦合，包括有机朗肯循环、卡琳娜循环以及吸收式制冷循环等，且多结合冷、热、电联供流程。而在实际工程中，大规模储能技术侧重于提升电换电效率，且较多场合无冷能、热能等需求。
但是，现有的储能系统尚无能够将储能过程中产生的压缩热进行合理利用的技术方案，即现有储能系统存在能源浪费的情况。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明提出一种压缩热自消纳的液态空气储能系统，以解决现有储能系统存在的能源浪费的问题。
本发明提出一种压缩热自消纳的液态空气储能方法。
根据本发明一方面实施例的一种压缩热自消纳的液态空气储能系统，包括：
液态空气储能单元，包括液态空气储罐、空气压缩机组和涡轮机组，所述液态空气储罐的输入端通过储能管路连接所述空气压缩机组，所述液态空气储罐的输出端通过释能管路连接所述涡轮机组；
工质循环单元，包括相连的工质升温管路和工质降温管路，所述工质升温管路用于与所述空气压缩机组的输出端之间进行热交换，所述工质降温管路用于与所述涡轮机组的输入端之间进行热交换；
吸收式制冷机组，分别连接有第一管路和第二管路，所述第一管路用于与所述空气压缩机组的输入端之间进行热交换；所述第二管路的两端分别与位于所述涡轮机组两端的所述工质降温管路并联。
根据本发明的一个实施例，所述液态空气储能单元还包括预冷机组，所述空气压缩机组串联于所述储能管路上，所述预冷机组的气体换热侧串联于所述空气压缩机组输入端的所述储能管路上，所述预冷机组的液体换热侧通过所述第一管路与所述吸收式制冷机组连接。
根据本发明的一个实施例，所述空气压缩机组包括若干级空气压缩机，所述预冷机组包括若干级空气预冷器，若干级空气压缩机依序串联于所述储能管路上，各级所述空气预冷器的气体换热侧分别串联在各级所述空气压缩机输入端的所述储能管路上，各级所述空气预冷器的液体换热侧并联于所述第一管路上。
根据本发明的一个实施例，所述液态空气储能单元还包括冷却机组，所述冷却机组的气体换热侧串联于所述空气压缩机组输出端的所述储能管路上，所述冷却机组的工质换热侧连接于所述工质升温管路上。
根据本发明的一个实施例，所述冷却机组包括若干级空气冷却器，各级所述空气冷却器的气体换热侧分别串联于各级所述空气压缩机输出端的所述储能管路上，各级所述空气冷却器的工质换热侧并联于所述工质升温管路上。
根据本发明的一个实施例，所述液态空气储能单元还包括加热机组，所述加热机组的气体换热侧串联于所述涡轮机组输入端的所述释能管路上，所述加热机组的工质换热侧连接于所述工质降温管路上，所述第二管路与位于所述加热机组的工质换热侧两端的所述工质降温管路并联。
根据本发明的一个实施例，所述涡轮机组包括若干级涡轮机，所述加热机组包括若干级空气加热器，若干级所述涡轮机依序串联于所述释能管路上，各级所述空气加热器的气体换热侧分别串联于各级所述涡轮机输入端的所述释能管路上，各级所述空气加热器的工质换热侧并联于所述工质降温管路上；所述第二管路的输入端连通于末级所述空气加热器的工质换热侧输入端的所述工质降温管路上，所述第二管路的输出端连通于首级所述空气加热器的工质换热侧输出端的所述工质降温管路上。
根据本发明的一个实施例，所述工质循环单元还包括低温储罐和高温储罐，所述低温储罐的输出端通过所述工质升温管路与所述高温储罐的输入端连接，所述高温储罐的输出端通过所述工质降温管路与所述低温储罐的输入端连接。
根据本发明的一个实施例，所述液态空气储能单元还包括蓄冷子系统，所述蓄冷子系统包括第一换热侧、第二换热侧和第三换热侧，所述第一换热侧串联于所述储能管路上，所述第二换热侧串联于所述释能管路上；所述液态空气储罐还包括排气管路，所述第三换热侧串联于所述排气管路上。
根据本发明的一个实施例，所述液态空气储能单元还包括节流阀和低温泵，所述节流阀串联于所述液态空气储罐与所述蓄冷子系统之间的所述储能管路上，所述低温泵串联于所述液态空气储罐与所述蓄冷子系统之间的所述释能管路上。
根据本发明另一方面实施例的一种压缩热自消纳的液态空气储能方法，由如上所述的压缩热自消纳的液态空气储能系统执行；所述压缩热自消纳的液态空气储能方法执行储能阶段和释能阶段；
所述储能阶段包括：
利用空气压缩机组将空气压缩为高压空气；在压缩过程中，输入所述空气压缩机组的所述空气预先利用与吸收式制冷机组的第一管路内的换热介质进行热交换以实现级前预冷过程，自所述空气压缩机组输出的所述高压空气利用与工质循环单元的工质升温管路内的换热介质之间进行热交换以实现级后冷却过程；
经过所述级后冷却过程以后的所述高压空气在储能管路内转变为液态空气，所述液态空气存储于液态空气储罐中；
所述释能阶段包括：
所述液态空气储罐中泵出的所述液态空气在释能管路内转变为空气；
利用所述空气在涡轮机组内做功；在做功过程中，所述工质循环单元的工质降温管路中的一部分换热介质与输入所述涡轮机组的所述空气之间进行热交换以实现预热过程，另一部分换热介质通过第二管路进入所述吸收式制冷机组中，并与所述第一管路内的换热介质进行热交换。
本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
本发明实施例的一种压缩热自消纳的液态空气储能系统，包括液态空气储能单元、工质循环单元和吸收式制冷机组。液态空气储能单元包括液态空气储罐、空气压缩机组和涡轮机组，液态空气储罐的输入端通过储能管路连接空气压缩机组，液态空气储罐的输出端通过释能管路连接涡轮机组，以执行液态空气储能单元的储能和释能。工质循环单元包括相连的工质升温管路和工质降温管路，工质升温管路用于与空气压缩机组的输出端之间进行热交换，工质降温管路用于与涡轮机组的输入端之间进行热交换，从而一方面利用工质升温管路对液态空气储能单元的储能管路上的空气压缩过程进行级后冷却，另一方面利用工质降温温管路对液态空气储能单元的释能管路上的空气做功过程进行预热。吸收式制冷机组分别连接有第一管路和第二管路，第一管路用于与空气压缩机组的输入端之间进行热交换；第二管路的两端分别与位于涡轮机组两端的工质降温管路并联。吸收式制冷机组利用第一管路和第二管路在吸收式制冷机组内部进行热交换，从而将工质循环单元中的高温换热介质的余热回收利用于空气压缩机组的空气压缩过程的级前预冷。可见，该系统能够实现系统内部的压缩热自销纳，能够解决现有储能系统存在的能源浪费的问题，提高能源的回收自利用，既能避免能源溢出，又能实现节能环保。
本发明实施例的一种压缩热自消纳的液态空气储能方法，由上述的压缩热自消纳的液态空气储能系统执行。该压缩热自消纳的液态空气储能方法执行储能阶段和释能阶段。在释能阶段利用第二管路将换热介质的热能回收至吸收式制冷机组中，并通过第一管路利用于空气压缩机组的空气压缩过程的级前预冷。可见，该方法能够将储能系统内部的压缩热自销纳于系统内部，并且该方法通过上述的压缩热自消纳的液态空气储能系统执行，使得该压缩热自消纳的液态空气储能方法具有上述压缩热自消纳的液态空气储能系统的全部优点，在此不再赘述。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例压缩热自消纳的液态空气储能系统的结构示意图。
附图标记：
1：空气压缩机；2：空气预冷器；3：空气冷却器；4：蓄冷子系统；5：节流阀；6：液态空气储罐；7：低温泵；8：涡轮机；9：空气加热器；10：低温储罐；11：高温储罐；12：吸收式制冷机组；13：储能管路；14：释能管路；15：工质升温管路；16：工质降温管路；17：第一管路；18：第二管路；19：排气管路；G：发电机；M：电动机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种压缩热自消纳的液态空气储能系统(本发明实施例中简称为“储能系统”)。该储能系统包括液态空气储能单元、工质循环单元和吸收式制冷机组12。
液态空气储能单元包括液态空气储罐6、空气压缩机组和涡轮机组，以执行液态空气储能单元的储能和释能。液态空气储罐6的输入端通过储能管路13连接空气压缩机组，以组成液态空气储能单元的储能部分。液态空气储罐6的输出端通过释能管路14连接涡轮机组，以组成液态空气储能单元的释能部分。
工质循环单元包括相连的工质升温管路15和工质降温管路16。工质升温管路15用于与空气压缩机组的输出端之间进行热交换。工质降温管路16用于与涡轮机组的输入端之间进行热交换。一方面利用工质升温管路15对液态空气储能单元的储能管路13上的空气压缩过程进行级后冷却，从而提高空气压缩过程的压缩效率；另一方面利用工质降温温管路16对液态空气储能单元的释能管路14上的空气做功过程进行预热，从而提高空气做功过程的做功效率。
吸收式制冷机组12分别连接有第一管路17和第二管路18。第一管路17用于与空气压缩机组的输入端之间进行热交换；第二管路18的两端分别与位于涡轮机组两端的工质降温管路16并联。吸收式制冷机组12利用第一管路17和第二管路18在吸收式制冷机组12内部进行热交换，从而将工质循环单元中的高温换热介质的余热回收利用于空气压缩机组的空气压缩过程的级前预冷，实现工质循环单元中的高温换热介质的余热回收再利用，并且由于将回收的余热用在空气压缩过程的级前预冷，减少压缩耗功同时实现压缩热的完全利用，即储能系统在储能过程和释能过程中的压缩热自消纳，无压缩热的浪费，有效提高系统电换电效率，并且还能提高空气压缩过程的压缩效率。
可见，该系统能够实现系统内部的压缩热自销纳，能够解决现有储能系统存在的能源浪费的问题，提高能源的回收自利用，既能避免能源溢出，又能实现节能环保。
在一个实施例中，液态空气储能单元还包括预冷机组。空气压缩机组串联于储能管路13上，预冷机组的气体换热侧串联于空气压缩机组输入端的储能管路13上，预冷机组的液体换热侧通过第一管路17与吸收式制冷机组12连接，第一管路17内回收的余热在预冷机组内与储能管路13内的空气进行热交换，从而实现空气压缩过程的级前预冷。
在一个实施例中，液态空气储能单元还包括冷却机组。冷却机组的气体换热侧串联于空气压缩机组输出端的储能管路13上，冷却机组的工质换热侧连接于工质升温管路15上，工质升温管路15内的低温换热介质在冷却机组内与储能管路13内的高压空气进行热交换，从而实现空气压缩过程的级后冷却。
可理解的，空气压缩机组包括若干级空气压缩机1，预冷机组包括若干级空气预冷器2。若干级空气压缩机1依序串联于储能管路13上，各级空气预冷器2的气体换热侧分别串联在各级空气压缩机1输入端的储能管路13上，各级空气预冷器2的液体换热侧并联于第一管路17上。该结构能够实现储能管路13上的多级空气压缩过程以及对应于多级空气压缩过程的多级级前预冷过程，从而进一步提高空气压缩效率。
可理解的，冷却机组包括若干级空气冷却器3。各级空气冷却器3的气体换热侧分别串联于各级空气压缩机1输出端的储能管路13上，各级空气冷却器3的工质换热侧并联于工质升温管路15上。该结构能够实现对应于上述多级空气压缩过程的多级再冷过程，从而进一步提高空气压缩效率。
在一个实施例中，液态空气储能单元还包括加热机组。加热机组的气体换热侧串联于涡轮机组输入端的释能管路14上，加热机组的工质换热侧连接于工质降温管路16上，第二管路18与位于加热机组的工质换热侧两端的工质降温管路16并联。工质降温管路16内的一部分高温换热介质进入加热机组内与释能管路14内的空气之间进行热交换，从而实现空气做功过程的预热；另一部分高温换热介质通过第二管路18进入吸收式制冷机组12内，以便于余热回收。
可理解的，涡轮机组包括若干级涡轮机8，加热机组包括若干级空气加热器9，若干级涡轮机8依序串联于释能管路14上，各级空气加热器9的气体换热侧分别串联于各级涡轮机8输入端的释能管路14上，各级空气加热器9的工质换热侧并联于工质降温管路16上；第二管路18的输入端连通于末级空气加热器9的工质换热侧输入端的工质降温管路16上，第二管路18的输出端连通于首级空气加热器9的工质换热侧输出端的工质降温管路16上。该结构能够实现释能管路14上的多级空气做功过程以及对应于多级空气做功过程的多级预热过程，从而进一步提高空气做功效率；并且还能将高温换热介质的一部分热能进行预先回收，从而实现系统内部压缩热的自销纳。
由上述内容可知，多级空气压缩机1和多级涡轮机8的结构能够根据各级压缩机1出口压力及温度、以及各级涡轮机8的进口压力及温度等参数的不同进行灵活调整，启用部分或全部的压缩机1或涡轮机8，在达到要求工况的基础上实现压缩热的完全回收。
可理解的，工质循环单元还包括低温储罐10和高温储罐11。低温储罐10的输出端通过工质升温管路15与高温储罐11的输入端连接，高温储罐11的输出端通过工质降温管路16与低温储罐10的输入端连接。基于上述的空气压缩过程和空气做功过程，在储能部分中，位于低温储罐10与各级空气冷却器3之间的工质升温管路15内流经有低温换热介质，位于各级空气冷却器3与高温储罐11之间的工质升温管路15内流经有高温换热介质；在释能部分中，位于高温储罐11与各级空气加热器9之间的工质降温管路16内流经有高温换热介质，位于各级空气加热器9与低温储罐10之间的工质降温管路16内流经有低温换热介质。
可理解的，在压缩热回收和利用过程中，空气冷却器3和空气加热器9中流经的换热介质可采用水、导热油等流体，或采用固相填充床、相变材料填充床等方式进行储热，完成压缩热的回收和存储。
可理解的，液态空气储能单元还包括蓄冷子系统4，蓄冷子系统4包括第一换热侧、第二换热侧和第三换热侧。其中，第一换热侧串联于储能管路13上，第二换热侧串联于释能管路14上；并且，液态空气储罐6还包括排气管路19，第三换热侧串联于排气管路19上。在储能阶段：完成空气压缩过程的高压空气通过第一换热侧降温，随后转变为液态空气存储于液态空气储罐6中；进入液态空气储罐6内的液态空气将液态空气储罐6中的原有气体排出，排出的气体通过排气管路19进入第三换热侧参与蓄冷子系统4的内部热交换，进一步提高换热效率。在释能阶段，液态空气储罐6中泵出的液态空气进入第二换热侧内吸热升温，从而重新转换为气态的空气。
可理解的，蓄冷子系统4的蓄冷介质优选采用液相制冷剂(例如甲醇、丙烷和R123制冷剂中的至少一种)、固相制冷剂(例如金属、岩石和玻璃中的至少一种)以及以相变蓄冷材料制成的制冷剂中的至少一种。在蓄冷子系统4中，液态或气态的空气与蓄冷介质直接或间接接触换热。优选蓄冷子系统4为一级或多级，各级蓄冷子系统4之间优选通过串联或并联或由串联和并联进行相应组合的结构相连。
可理解的，液态空气储能单元还包括节流阀5和低温泵7。节流阀5串联于液态空气储罐6与蓄冷子系统4之间的储能管路13上，用于使流经的低温空气降压膨胀并转变为液态空气。低温泵7串联于液态空气储罐6与蓄冷子系统4之间的释能管路14上，用于将液态空气更快的从液态空气储罐6中泵出。
在储能阶段，常温常压空气经过各级空气预冷器2的预冷后进入对应的空气压缩机1中，压缩成高压空气后进入蓄冷子系统4。在空气压缩过程中，每级空气压缩机1的出口通过储能管路13与相应的空气冷却器3连接，空气压缩机1的高温排气与空气冷却器3中的来自低温储罐10的低温换热介质换热，吸收压缩热的换热介质升温后形成高温换热介质并进入高温储罐11中存储。在空气压缩过程中产生的一部分热量自空气预冷器2通过第一管路17回到吸收式制冷机组12中，而吸收式制冷机组12产生的低温换热介质通过第一管路17重新进入空气预冷器2中对空气压缩机1的进口气体进行级前预冷，而另一部分热量自空气冷却器3通过工质升温管路15储存于高温储罐11中。完成空气压缩过程的压缩空气进入蓄冷子系统4吸收冷量实现降温液化。低温空气通过节流阀5节流后进一步降温降压转变为低压液态空气存储于液态空气储罐6中。
在释能阶段，液态空气从液态空气储罐6中流出，经过低温泵7后被加压到一定压力。高压液态空气进入蓄冷子系统4中释放冷量到蓄冷介质中以后完成复温。复温后的空气经过各级空气加热器9的预热后进入涡轮机组，在涡轮机组中膨胀后输出功。其中，空气加热器9中的高温换热介质是来自高温储罐11的剩余高温换热介质，且每级涡轮机8入口前均设置空气加热器9，各级空气加热器9与各级涡轮机8之间通过释能管路14连接。高温储罐11内流出的高温换热介质一部分进入各级空气加热器9内完成换热，另一部分进入吸收式制冷机组12内完成余热回收。完成换热的低温换热介质流回低温储罐10，以进行下一次循环。
本发明实施例的一种压缩热自消纳的液态空气储能方法(本发明实施例中简称为“储能方法”)，由上述的压缩热自消纳的液态空气储能系统执行。该压缩热自消纳的液态空气储能方法执行储能阶段和释能阶段。
储能阶段包括：
利用空气压缩机组将空气压缩为高压空气；在压缩过程中，输入空气压缩机组的空气预先利用与吸收式制冷机组12的第一管路17内的换热介质进行热交换以实现级前预冷过程，自空气压缩机组输出的高压空气利用与工质循环单元的工质升温管路15内的换热介质之间进行热交换以实现级后冷却过程；
经过级后冷却过程以后的高压空气在储能管路13内转变为液态空气，液态空气存储于液态空气储罐6中。
释能阶段包括：
液态空气储罐6中泵出的液态空气在释能管路14内转变为空气；
利用空气在涡轮机组内做功；在做功过程中，工质循环单元的工质降温管路16中的一部分换热介质与输入涡轮机组的空气之间进行热交换以实现预热过程，另一部分换热介质通过第二管路18进入吸收式制冷机组12中，并与第一管路17内的换热介质进行热交换。
该储能方法中，在释能阶段利用第二管路18将换热介质的热能回收至吸收式制冷机组12中，并通过第一管路17利用于空气压缩机组的空气压缩过程的级前预冷。可见，该储能方法能够将储能系统内部的压缩热自销纳于系统内部，并且该储能方法通过上述的储能系统执行，使得该储能方法具有上述储能系统的全部优点，在此不再赘述。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (7)

1.一种压缩热自消纳的液态空气储能系统，其特征在于，包括：
液态空气储能单元，包括液态空气储罐(6)、空气压缩机组和涡轮机组，所述液态空气储罐(6)的输入端通过储能管路(13)连接所述空气压缩机组，所述液态空气储罐(6)的输出端通过释能管路(14)连接所述涡轮机组；
工质循环单元，包括相连的工质升温管路(15)和工质降温管路(16)，所述工质升温管路(15)用于与所述空气压缩机组的输出端之间进行热交换，所述工质降温管路(16)用于与所述涡轮机组的输入端之间进行热交换；
吸收式制冷机组(12)，分别连接有第一管路(17)和第二管路(18)，所述第一管路(17)用于与所述空气压缩机组的输入端之间进行热交换；所述第二管路(18)的两端分别与位于所述涡轮机组两端的所述工质降温管路(16)并联；
其中，所述液态空气储能单元还包括预冷机组，所述空气压缩机组串联于所述储能管路(13)上，所述预冷机组的气体换热侧串联于所述空气压缩机组输入端的所述储能管路(13)上，所述预冷机组的液体换热侧通过所述第一管路(17)与所述吸收式制冷机组(12)连接，所述第一管路(17)内回收的余热在所述预冷机组内与储能管路(13)内的空气进行热交换；所述空气压缩机组包括若干级空气压缩机(1)，所述预冷机组包括若干级空气预冷器(2)，若干级空气压缩机(1)依序串联于所述储能管路(13)上，各级所述空气预冷器(2)的气体换热侧分别串联在各级所述空气压缩机(1)输入端的所述储能管路(13)上，各级所述空气预冷器(2)的液体换热侧并联于所述第一管路(17)上；
所述液态空气储能单元还包括加热机组，所述加热机组的气体换热侧串联于所述涡轮机组输入端的所述释能管路(14)上，所述加热机组的工质换热侧连接于所述工质降温管路(16)上，所述第二管路(18)与位于所述加热机组的工质换热侧两端的所述工质降温管路(16)并联；
所述涡轮机组包括若干级涡轮机(8)，所述加热机组包括若干级空气加热器(9)，若干级所述涡轮机(8)依序串联于所述释能管路(14)上，各级所述空气加热器(9)的气体换热侧分别串联于各级所述涡轮机(8)输入端的所述释能管路(14)上，各级所述空气加热器(9)的工质换热侧并联于所述工质降温管路(16)上；所述第二管路(18)的输入端连通于末级所述空气加热器(9)的工质换热侧输入端的所述工质降温管路(16)上，所述第二管路(18)的输出端连通于首级所述空气加热器(9)的工质换热侧输出端的所述工质降温管路(16)上。
2.根据权利要求1所述的压缩热自消纳的液态空气储能系统，其特征在于，所述液态空气储能单元还包括冷却机组，所述冷却机组的气体换热侧串联于所述空气压缩机组输出端的所述储能管路(13)上，所述冷却机组的工质换热侧连接于所述工质升温管路(15)上。
3.根据权利要求2所述的压缩热自消纳的液态空气储能系统，其特征在于，所述冷却机组包括若干级空气冷却器(3)，各级所述空气冷却器(3)的气体换热侧分别串联于各级所述空气压缩机(1)输出端的所述储能管路(13)上，各级所述空气冷却器(3)的工质换热侧并联于所述工质升温管路(15)上。
4.根据权利要求1至3任一项所述的压缩热自消纳的液态空气储能系统，其特征在于，所述工质循环单元还包括低温储罐(10)和高温储罐(11)，所述低温储罐(10)的输出端通过所述工质升温管路(15)与所述高温储罐(11)的输入端连接，所述高温储罐(11)的输出端通过所述工质降温管路(16)与所述低温储罐(10)的输入端连接。
5.根据权利要求1至3任一项所述的压缩热自消纳的液态空气储能系统，其特征在于，所述液态空气储能单元还包括蓄冷子系统(4)，所述蓄冷子系统(4)包括第一换热侧、第二换热侧和第三换热侧，所述第一换热侧串联于所述储能管路(13)上，所述第二换热侧串联于所述释能管路(14)上；所述液态空气储罐(6)还包括排气管路(19)，所述第三换热侧串联于所述排气管路(19)上。
6.根据权利要求5所述的压缩热自消纳的液态空气储能系统，其特征在于，所述液态空气储能单元还包括节流阀(5)和低温泵(7)，所述节流阀(5)串联于所述液态空气储罐(6)与所述蓄冷子系统(4)之间的所述储能管路(13)上，所述低温泵(7)串联于所述液态空气储罐(6)与所述蓄冷子系统(4)之间的所述释能管路(14)上。
7.一种压缩热自消纳的液态空气储能方法，其特征在于，由如权利要求1至6任一项所述的压缩热自消纳的液态空气储能系统执行；所述压缩热自消纳的液态空气储能方法执行储能阶段和释能阶段；
所述储能阶段包括：
利用空气压缩机组将空气压缩为高压空气；在压缩过程中，输入所述空气压缩机组的所述空气预先与吸收式制冷机组(12)的第一管路(17)内的换热介质进行热交换以实现级前预冷过程，自所述空气压缩机组输出的所述高压空气与工质循环单元的工质升温管路(15)内的换热介质之间进行热交换以实现级后冷却过程；
经过所述级后冷却过程以后的所述高压空气在储能管路(13)内转变为液态空气，所述液态空气存储于液态空气储罐(6)中；
所述释能阶段包括：
所述液态空气储罐(6)中泵出的所述液态空气在释能管路(14)内转变为空气；
利用所述空气在涡轮机组内做功；在做功过程中，所述工质循环单元的工质降温管路(16)中的一部分换热介质与输入所述涡轮机组的所述空气之间进行热交换以实现预热过程，另一部分换热介质通过第二管路(18)进入所述吸收式制冷机组(12)中，并与所述第一管路(17)内的换热介质进行热交换。
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