CN112524060A - 一种利用地下洞穴和单罐蓄能的恒压压缩空气储能系统 - Google Patents

一种利用地下洞穴和单罐蓄能的恒压压缩空气储能系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112524060A
CN112524060A CN202011227011.5A CN202011227011A CN112524060A CN 112524060 A CN112524060 A CN 112524060A CN 202011227011 A CN202011227011 A CN 202011227011A CN 112524060 A CN112524060 A CN 112524060A
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy storage
stage
expansion
heat exchanger
tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011227011.5A
Other languages
English (en)
Inventor
陈亚平
宋宁
吴嘉峰
吕浩男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN202011227011.5A priority Critical patent/CN112524060A/zh
Publication of CN112524060A publication Critical patent/CN112524060A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
    • E21F17/16—Modification of mine passages or chambers for storage purposes, especially for liquids or gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D13/00—Combinations of two or more machines or engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B25/00—Multi-stage pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B41/00—Pumping installations or systems specially adapted for elastic fluids
    • F04B41/02—Pumping installations or systems specially adapted for elastic fluids having reservoirs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids

Abstract

本发明提供了一种利用地下洞穴和单罐蓄能的恒压压缩空气储能系统，包括压缩膨胀两用机组，其可作为压缩机高压级段与压缩机低压级段构成多级压缩机组；或者作为膨胀机高压级段与膨胀机低压级段构成多级膨胀机组；还包括与压缩机组或膨胀机组的总级数相同的换热器组、温差储罐和地下洞穴；各级压缩机组或膨胀机组与对应级的换热器组通过其气侧管路依次相间串联连接，末级换热器组的气侧接口与地下洞穴的气侧接口连接；每级换热器组的蓄能流体侧管路的两端分别与温差储罐的热端、冷端连接，形成可正反换向流动的循环回路；地下洞穴通过液柱管与地面上的水源连接。本发明具有能量转换效率高、换热效果好、工艺流程优、高效低成本等优点。

Description

一种利用地下洞穴和单罐蓄能的恒压压缩空气储能系统
技术领域
本发明涉及压缩空气储能技术领域，尤其涉及一种利用地下洞穴和单罐蓄能的恒压压缩空气储能系统。
背景技术
太阳能、风能等可再生能源发电的间断性和与用电需求的错时性要求配套发展蓄能装置系统，由于抽水蓄能电站受地质条件限制，压缩空气储能系统是一种应用前景广阔的方案，压缩空气储能系统利用多余的能源驱动压缩机将空气压缩后储存于储气容器中，待到需要时再将压缩空气从储气容器中释放推动膨胀机带动发电机进行发电。
但目前的压缩空气储能系统存在效率偏低的问题。主要原因一是因为储气库或地下洞穴的容积一定的情况下，随着充气或排气过程的进行，压力会相应变化，使得压缩机和膨胀机在非设计工况下运行；二是因为压缩过程和膨胀过程是在不同时间段中进行，压缩过程产生的热量很难被有效利用，在蓄热技术上固定床蓄热换热器传热性能较差、储热效率低，而传统的冷、热双储罐方式不仅增加了占地面积和设备投资、而且容易出现罐体腐蚀，不能适应强化传热和大规模高效蓄能的需求。
发明内容
本发明目的是提供一种能够恒压运行且通过蓄能充分利用压缩热的高效、低成本压缩空气储能系统。
本发明采用的技术方案如下：
一种利用地下洞穴和单罐蓄能的恒压压缩空气储能系统，包括膨胀机低压级段和压缩机低压级段，还包括：
压缩膨胀两用机组，其可作为压缩机高压级段，与所述压缩机低压级段构成多级压缩机组；或者作为膨胀机高压级段，与所述膨胀机低压级段构成多级膨胀机组；
以及换热器组、温差储罐和地下洞穴；
所述换热器组与所述压缩机组或所述膨胀机组的总级数相同；
各级压缩机组或膨胀机组与对应级的换热器组通过其气侧管路依次相间串联连接，其中，末级换热器组的气侧接口与所述地下洞穴的气侧接口连接；换热器组的蓄能流体侧管路并联设置，每级换热器组的蓄能流体侧管路的两端分别与所述温差储罐的热端、冷端连接，形成可正反换向流动的循环回路；
所述地下洞穴通过液柱管与地面水罐连接。
所述温差储罐内设有沿高度方向呈螺旋延伸的分层螺旋隔板，所述分层螺旋隔板抑制罐内部的自然对流和扩散，使罐内自上而下形成温度梯度。
各级换热器组蓄能流体侧管路的一端均连接到第一母线管，各级换热器组蓄能流体侧管路的另一端均连接到第二母线管；所述第一母线管与所述温差储罐的顶端接口连接，所述第二母线管通过管线与所述温差储罐的底端接口连接，并在管线上设有四通阀，通过泵驱动以及四通阀切换，实现温差储罐与换热器组之间蓄能流体的正反换向流动。
所述泵的进口管路还与高位的膨胀罐相连接。
所述温差储罐的容积和循环流量满足一个周期的充气过程中对所述压缩机组的有效冷却并承载压缩机组排气释放的最大热负荷。
所述膨胀机低压级段的入口管路、所述压缩机低压级段的出口管路和首级换热器组的气侧接口通过三通阀连接，通过压缩膨胀两用机组的功能切换和三通阀的换向，实现多级压缩机组或多级膨胀机组的气路连通。
在所述地下洞穴的液柱管与地面水罐(7)连接的管路上，设有二通阀B。
在所述末级换热器组的气侧接口与所述地下洞穴的气侧接口连接的管路上，设有二通阀A。
所述膨胀机低压级段和所述压缩机低压级段均为透平式设备，所述压缩膨胀两用机组采用容积式设备，设有若干级，通过正反转，实现压缩膨胀功能的切换。
所述地面水罐可采用地面上的河流湖泊水源。
本发明的有益效果如下：
本发明具有能量转换效率高、换热效果好、工艺流程优、高效、成本低等优点。具体如下：
1、本发明采用在地下洞穴中设置的液柱管与地面水源(罐)相连，不仅使得储气压力得到控制，恒压条件有利于提高膨胀机和压缩机的功率和效率，而且可以充分利用地下洞穴的容积，避免使用高压储罐，方法简单，可大大降低成本。
2、可实现强化传热和降低流动阻力。在压缩机对地下洞穴充气过程中，由于每台压缩机级段都需要冷却到尽可能低的温度，所以蓄能流体采取并联流程是最佳的选择；原路返回的膨胀作功流程采用逐级段交替加热再膨胀也是最优化的路线；
由于压缩空气压力越低则密度越小，低压级段的压缩机和膨胀机都需要采用透平式，而高压级段的压缩机和膨胀机都可以采用容积式。而容积式的压缩机和膨胀机是可以像抽水蓄能电站的水轮机作为水泵一样成为两用机组。可以简化流程，提高效率，并大大降低成本。
3、立式的温差储罐内蓄能流体的温度设置为上高下低，根据系统需要，通过四通阀的切换，冷流体从底部接口流出，而热流体从顶部接口流出；温差储罐内还设有螺旋分层隔板抑制储罐内部的自然对流和扩散，可以在流动阻力较小的条件下形成较大的温度梯度；蓄能储罐与换热器分开的结构有利于强化传热，相较固定床的蓄能换热器效率更高，且有更高的灵活性。本发明的带膨胀罐的半开式回路循环方案可以用一个储罐替代传统方法需要用两个储罐实现的功能。
4、压缩机组、膨胀机组和换热器组都是压缩空气储能系统中比较昂贵的设备，所以部分压缩机级段和膨胀机级段采用压缩膨胀两用机组、蓄能和放能过程合用一套换热器组，以及大部分的流程都是原路返回的模式，极大地简化了流程、提高了运行效率，同时极大地降低总体设备和运行成本。
附图说明
图1是本发明在压缩机组向地下洞穴充气时系统流程示意图；
图2是本发明利用地下洞穴的高压气体驱动膨胀机组发电时系统流程示意图。
图中：1、膨胀机低压级段；2、压缩机低压级段；3、压缩膨胀两用机组；302、第二压缩膨胀两用级段；303、第三压缩膨胀两用级段；304、第四压缩膨胀两用级段；4、换热器组；401、第一换热器；402、第二换热器；403、第三换热器；404、第四换热器；5、温差储罐；501、分层螺旋隔板；6、膨胀罐；7、地面水罐；801、二通阀B；802、二通阀A；9、四通阀；10、泵；11、三通阀；12、地下洞穴；13、第一母线管；14、第二母线管。
具体实施方式
以下结合附图说明本发明的具体实施方式。
如图1和图2所示，本实施例的一种利用地下洞穴和单罐蓄能的恒压压缩空气储能系统，包括膨胀机低压级段1、压缩机低压级段2、压缩膨胀两用机组3、换热器组4、温差储罐5、膨胀罐6、地面水罐7、四通阀9、泵10、三通阀11和地下洞穴12。
如图1所示，压缩机低压级段2与压缩膨胀两用机组3串联后形成压缩机组。
压缩机组由根据压比和温升确定的2～4个压缩机级段组成，以四个压缩机级段为例，分别为压缩机低压级段2、第二压缩膨胀两用级段302、第三压缩膨胀两用级段303和第四压缩膨胀两用级段304；
其中，压比与地下洞穴12的深度相关。
如图2所示，膨胀机低压级段1与压缩膨胀两用机组3串联后形成膨胀机组；
膨胀机组的级段数目与膨胀机组的级段数目相等；
也以四个膨胀机级段为例，分别为膨胀机低压级段1、第二压缩膨胀两用级段302、第三压缩膨胀两用级段303和第四压缩膨胀两用级段304；
换热器组4的换热器数目也与压缩机级段的数目相等；
由于压缩空气压力越低则密度越小，流量很大，膨胀机低压级段1和压缩机低压级段2故需要采用透平式，所以分别设置成独立的级段，其余的(高压级段的)膨胀机级段或压缩机级段因为容积流量较小，均可以采用容积式的压缩膨胀两用机组3(可以像抽水蓄能电站的水轮机作为水泵一样成为两用机组)，即正向旋转为压缩机，反向旋转为膨胀机。这样亦可以简化流程，并大大降低成本。
如图1所示，以四个压缩机级段为例，在用电低谷时段，将富余电能用于压缩空气升压后注入地下洞穴12内时，各设备的连接关系是：
压缩机组的各压缩机级段与对应的各换热器为相间串联布置；
压缩机低压级段2从大气吸气，其出口通过三通阀11与第一换热器401气侧的左进出口相连接，此时与膨胀机低压级段1的进口相连接的三通阀11的第三个接口在图1所示的充气过程中为涂黑，表示截止状态。第一换热器401气侧右进出口与压缩膨胀两用机组3的第二压缩膨胀两用级段302的左进出口相连接，第二压缩膨胀两用级段302的右进出口与第二换热器402气侧的左进出口相连接，第二换热器402气侧右进出口与第三压缩膨胀两用级段303的左进出口相连接，第三压缩膨胀两用级段303的右进出口与第三换热器403气侧的左进出口相连接，第三换热器403气侧右进出口与第四压缩膨胀两用级段304的左进出口相连接，第四压缩膨胀两用级段304的右进出口与第四换热器404气侧的左进出口相连接，第四换热器404气侧右进出口通过二通阀A 802与地下洞穴12相连通；
上述过程中气流流向如图1中箭头方向所示。
如图2所示，以四个膨胀机级段为例，在用电峰值时段将地下洞穴内的高压压缩空气被加热后在膨胀机中作功发电时，各设备的连接关系是：
发电过程中三通阀11的第三个接口为打开状态，而三通阀11与压缩机低压级段2的出口的接口则转为截止状态；从地下洞穴12内流出的高压压缩空气的流程正好是交替地经换热器组4的各换热器和压缩膨胀两用机组3的各级段原路返回至三通阀11，然后引入膨胀机低压级段1的进口，再从膨胀机低压级段1的出口排入大气环境；
上述过程中气流流向如图2中箭头方向所示。
换热器组4各级换热器的另一侧为蓄能流体侧；
换热器组4的蓄能流体侧与温差储罐5、泵10和四通阀9等组成单罐蓄能/放能回路，即本实施例的带膨胀罐的半开式回路循环方案，以一个储罐替代传统方法需要用两个储罐实现的功能，从而优化工艺流程、节约成本。
各换热器蓄能流体侧的右侧进出口均与右侧进出口管母线(第二母线管14)相连接，右侧进出口管母线通过管线连接四通阀9的左侧接口；
各换热器蓄能流体侧的左侧进出口均与左侧进出口管母线(第一母线管13)相连接，左侧进出口管母线通过管线连接温差储罐5的顶部接管；
四通阀9的右侧接口与温差储罐5的底部接管相连接，四通阀9的上侧接口与泵10的出口管线相连接，四通阀9的下侧接口与泵10的进口管线相连接；
泵10的进口管线还与高位的膨胀罐6相连接，以吸收因温度变化而引起的蓄能流体的体积变化，并在泵10的入口处形成恒定的正吸入压头；
温差储罐5内设有沿高度方向呈螺旋延伸的分层螺旋隔板501，所述分层螺旋隔板501抑制罐内部的自然对流和扩散，使罐内自上而下形成温度梯度，可以形成顶部温度较高底部温度较低的较大的温差，其容积和循环流量能够满足一个周期的充气过程中对压缩机组的有效冷却并承载压缩机组排气释放的最大热负荷；
本实施例的恒压压缩空气储能系统，蓄能装置与换热器分开的结构有利于强化传热，相较固定床的蓄能换热器效率更高，且有更高的灵活性。
地下洞穴12还通过插入洞穴最低位置的液柱管与地面水罐7相连接，该管线上设置二通阀B 801；在水源充足的地区地面水罐7亦可以利用河流或湖泊。
本实施例采用在地下洞穴12中设置的液柱管与地面上水源相连，不仅使得储气压力得到控制，恒压条件有利于提高膨胀机和压缩机的功率和效率，而且可以充分利用地下洞穴的容积，避免使用高压储罐，方法简单，可大大降低成本。
二通阀B 801的作用是维持液柱对地下洞穴12的控压功能；
同时，地面水罐7的容积须大于等于地下洞穴12的有效储气容积。
本实施例的运行工艺流程如下：
如图1所示，在用电低谷时段，利用谷电驱动压缩机组向地下洞穴12充气时，其运行工艺包括以下步骤：
低压压缩机级段2从大气吸气，其出口气体经三通阀11引导依次进入第一换热器401冷却、第二压缩膨胀两用级段302升压、第二换热器402冷却、第三压缩膨胀两用级段303升压、第三换热器403冷却、第四压缩膨胀两用级段304升压和第四换热器404冷却，末级出口气体经二通阀A 802通过管线连接进入地下洞穴12，并将地下洞穴12中的水通过液柱管挤回地面水罐7；
同时在四通阀9的引导下，在蓄能水罐5中温度较低的蓄能流体从底部流出，经泵10升压后，通过第二母线管14并联进入换热器组4的各换热器蓄能流体侧，使得在其另一侧的各压缩机级段出口气体得到大致相当的冷却降温；升温后的蓄能流体并联回到第一母线管13并从顶部接口流回蓄能水罐5。
各级换热器组4的蓄能流体流动方向图1中相应箭头方向所示。
如图2所示，在用电峰值时段，利用地下洞穴12的高压气体驱动膨胀机发电时，其运行工艺包括以下步骤：
来自地下洞穴12的高压气体经二通阀A 802依次进入第四换热器404升温，第四压缩膨胀两用级段304膨胀、第三换热器403升温、第三压缩膨胀两用级段303膨胀、第二换热器402升温、第二压缩膨胀两用级段302膨胀、第一换热器401升温，然后通过三通阀11的引导进入膨胀机低压级段1膨胀，膨胀机低压级段1的出口乏气排入大气；
蓄能流体侧并联的加热方式使得在其另一侧各膨胀机级段的进口气体得到大致相当的加热升温；各级换热器组4的蓄能流体流动方向图2中相应箭头方向所示。
地面水罐7中的水通过液柱管流回地下洞穴10中补充所腾出的空间，以维持基本恒定的压力；
温度较高的蓄能流体从温差储罐5的顶部接管经第一母线管13并联连通换热器组4的各换热器蓄能流体侧的左侧进出口，通过各换热器对另一侧气体进行加热，其出口蓄能流体经第二母线管14汇合后引出管线经四通阀9的引导至泵10的进口，升压后流体通过底部进出口接管流回温差储罐5，由此形成循环回路。
本实施例的恒压压缩空气储能系统可实现强化传热和降低流动阻力。在压缩机对地下洞穴充气过程中，由于每台压缩机级段都需要冷却到尽可能低的温度，所以蓄能流体采取并联流程是最佳的选择；原路返回的膨胀作功流程采用逐级段交替加热再膨胀也是最优化的路线；
由于压缩空气压力越低则密度越小，低压级段的压缩机和膨胀机都需要采用透平式，而高压级段的压缩机和膨胀机都可以采用容积式。而容积式的压缩机和膨胀机是可以像抽水蓄能电站的水轮机作为水泵一样成为两用机组。压缩机组、膨胀机组和换热器组都是压缩空气储能系统中比较昂贵的设备，所以本实施例的部分压缩机级段和膨胀机级段采用压缩膨胀两用机组、蓄能和放能过程合用一套换热器组，以及大部分的流程都是原路返回的模式，极大地简化了流程、提高了运行效率，同时极大地降低总体设备和运行成本。

Claims (10)

1.一种利用地下洞穴和单罐蓄能的恒压压缩空气储能系统，包括膨胀机低压级段(1)和压缩机低压级段(2)，其特征在于，还包括：
压缩膨胀两用机组(3)，其可作为压缩机高压级段，与所述压缩机低压级段(2)构成多级压缩机组；或者作为膨胀机高压级段，与所述膨胀机低压级段(1)构成多级膨胀机组；
以及换热器组(4)、温差储罐(5)和地下洞穴(12)；
所述换热器组(4)与所述压缩机组或所述膨胀机组的总级数相同；
各级压缩机组或膨胀机组与对应级的换热器组(4)通过其气侧管路依次相间串联连接，其中，末级换热器组(4)的气侧接口与所述地下洞穴(12)的气侧接口连接；
换热器组(4)的蓄能流体侧管路并联设置，每级换热器组(4)的蓄能流体侧管路的两端分别与所述温差储罐(5)的热端、冷端连接，形成可正反换向流动的循环回路；
所述地下洞穴(12)通过液柱管与地面水罐(7)连接。
2.根据权利要求1所述的利用地下洞穴和单罐蓄能的恒压压缩空气储能系统，其特征在于，所述温差储罐(5)内设有沿高度方向呈螺旋延伸的分层螺旋隔板(501)，所述分层螺旋隔板(501)抑制罐内部的自然对流和扩散，使罐内自上而下形成温度梯度。
3.根据权利要求2所述的利用地下洞穴和单罐蓄能的恒压压缩空气储能系统，其特征在于，各级换热器组(4)蓄能流体侧管路的一端均连接到第一母线管(13)，各级换热器组(4)蓄能流体侧管路的另一端均连接到第二母线管(14)；
所述第一母线管(13)与所述温差储罐(5)的顶端接口连接，所述第二母线管(14)通过管线与所述温差储罐(5)的底端接口连接，并在管线上设有四通阀(9)，通过泵(10)驱动以及四通阀(9)切换，实现温差储罐(5)与换热器组(4)之间蓄能流体的正反换向流动。
4.根据权利要求3所述的利用地下洞穴和单罐蓄能的恒压压缩空气储能系统，其特征在于，所述泵(10)的进口管路还与高位的膨胀罐(6)相连接。
5.根据权利要求2所述的利用地下洞穴和单罐蓄能的恒压压缩空气储能系统，其特征在于，所述温差储罐(5)的容积和循环流量满足一个周期的充气过程中对所述压缩机组的有效冷却并承载压缩机组排气释放的最大热负荷。
6.根据权利要求1所述的利用地下洞穴和单罐蓄能的恒压压缩空气储能系统，其特征在于，所述膨胀机低压级段(1)的入口管路、所述压缩机低压级段(2)的出口管路和首级换热器组(4)的气侧接口通过三通阀(11)连接，通过压缩膨胀两用机组(3)的功能切换和三通阀(11)的换向，实现多级压缩机组或多级膨胀机组的气路连通。
7.根据权利要求1所述的利用地下洞穴和单罐蓄能的恒压压缩空气储能系统，其特征在于，在所述地下洞穴(12)的液柱管与地面水罐(7)连接管路上，设有二通阀B(801)。
8.根据权利要求1所述的利用地下洞穴和单罐蓄能的恒压压缩空气储能系统，其特征在于，在所述末级换热器组(4)的气侧接口与所述地下洞穴(12)的气侧接口连接的管路上，设有二通阀A(802)。
9.根据权利要求1所述的利用地下洞穴和单罐蓄能的恒压压缩空气储能系统，其特征在于，所述膨胀机低压级段(1)和所述压缩机低压级段(2)均为透平式设备，所述压缩膨胀两用机组(3)采用容积式设备，设有若干级，通过正反转，实现压缩膨胀功能的切换。
10.根据权利要求1所述的利用地下洞穴和单罐蓄能的恒压压缩空气储能系统，其特征在于，所述地面水罐(7)可采用地面上的河流湖泊水源。
CN202011227011.5A 2020-11-05 2020-11-05 一种利用地下洞穴和单罐蓄能的恒压压缩空气储能系统 Pending CN112524060A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011227011.5A CN112524060A (zh) 2020-11-05 2020-11-05 一种利用地下洞穴和单罐蓄能的恒压压缩空气储能系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011227011.5A CN112524060A (zh) 2020-11-05 2020-11-05 一种利用地下洞穴和单罐蓄能的恒压压缩空气储能系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112524060A true CN112524060A (zh) 2021-03-19

Family

ID=74980716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011227011.5A Pending CN112524060A (zh) 2020-11-05 2020-11-05 一种利用地下洞穴和单罐蓄能的恒压压缩空气储能系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112524060A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113339068A (zh) * 2021-06-04 2021-09-03 上海巨人能源科技有限公司 基于废弃煤矿矿洞资源的双重再利用储能供电系统
CN113958441A (zh) * 2021-10-20 2022-01-21 西安交通大学 一种复合式抽水蓄能系统及其运行方法
CN114893382A (zh) * 2022-04-11 2022-08-12 东南大学 基于压缩膨胀两用机组的压缩空气储能系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102352777A (zh) * 2011-10-24 2012-02-15 艾赫威(北京)科技有限公司 可逆单螺杆压缩膨胀机储能发电系统和储能发电方法
CN102597458A (zh) * 2009-10-28 2012-07-18 通用电气公司 具有可逆压缩机-膨胀器单元的压缩空气能量储存系统
CN102839995A (zh) * 2011-06-20 2012-12-26 中国科学院工程热物理研究所 一种等温等压压缩空气储能系统
CN203175635U (zh) * 2013-02-27 2013-09-04 中国科学院工程热物理研究所 压缩空气储能系统
CN103906909A (zh) * 2011-09-05 2014-07-02 伯格压缩机奥托伯格有限责任两合公司 用于借助压缩空气来存储能量的设施
CN108591027A (zh) * 2018-03-29 2018-09-28 华北电力大学 一种气/液双状态的大型压缩空气储能系统
CN108953099A (zh) * 2018-07-11 2018-12-07 西安交通大学 一种闭式等压压缩空气储能系统及方法
CN111322262A (zh) * 2020-02-18 2020-06-23 中国科学院工程热物理研究所 一种基于压缩机和涡轮一体机的紧凑式压缩空气储能系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102597458A (zh) * 2009-10-28 2012-07-18 通用电气公司 具有可逆压缩机-膨胀器单元的压缩空气能量储存系统
CN102839995A (zh) * 2011-06-20 2012-12-26 中国科学院工程热物理研究所 一种等温等压压缩空气储能系统
CN103906909A (zh) * 2011-09-05 2014-07-02 伯格压缩机奥托伯格有限责任两合公司 用于借助压缩空气来存储能量的设施
CN102352777A (zh) * 2011-10-24 2012-02-15 艾赫威(北京)科技有限公司 可逆单螺杆压缩膨胀机储能发电系统和储能发电方法
CN203175635U (zh) * 2013-02-27 2013-09-04 中国科学院工程热物理研究所 压缩空气储能系统
CN108591027A (zh) * 2018-03-29 2018-09-28 华北电力大学 一种气/液双状态的大型压缩空气储能系统
CN108953099A (zh) * 2018-07-11 2018-12-07 西安交通大学 一种闭式等压压缩空气储能系统及方法
CN111322262A (zh) * 2020-02-18 2020-06-23 中国科学院工程热物理研究所 一种基于压缩机和涡轮一体机的紧凑式压缩空气储能系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113339068A (zh) * 2021-06-04 2021-09-03 上海巨人能源科技有限公司 基于废弃煤矿矿洞资源的双重再利用储能供电系统
CN113958441A (zh) * 2021-10-20 2022-01-21 西安交通大学 一种复合式抽水蓄能系统及其运行方法
CN114893382A (zh) * 2022-04-11 2022-08-12 东南大学 基于压缩膨胀两用机组的压缩空气储能系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110206599B (zh) 一种冷热电联储联供系统
CN109026241B (zh) 一种热泵压缩空气储能系统
CN112524060A (zh) 一种利用地下洞穴和单罐蓄能的恒压压缩空气储能系统
CN113006889B (zh) 一种绝热的近等温压缩空气储能系统及其运行方法
CN112524001B (zh) 一种基于跨临界朗肯循环的热泵储电系统
CN210370822U (zh) 一种基于阵列化储冷储热的热泵储能发电系统
CN110206600B (zh) 一种基于阵列化储冷储热的热泵储电系统及方法
CN112554984B (zh) 一种带有储热的恒压型抽水压缩空气储能系统及运行方法
CN114382561B (zh) 一种集成co2热泵的压缩空气储能发电系统及其运行方法
CN114033517B (zh) 一种基于二氧化碳压缩储能的地热发电和冷热供应系统及运行方法
CN114856738A (zh) 一种基于液态二氧化碳储存的冷热电联供储能系统及方法
CN201225700Y (zh) 太阳能综合热利用系统
CN210441302U (zh) 一种冷热电联储联供系统
CN112901431B (zh) 一种近等温压缩空气储能系统及其运行方法
CN211900714U (zh) 一种热泵蓄能系统
CN206694190U (zh) 一种风光储能系统
CN116961039A (zh) 一种双壳式近等温压缩空气储能系统及方法
CN114278535A (zh) 一种压缩空气储能与盐穴耦合系统及利用方法
CN115013220A (zh) 基于中深层干热岩的紧凑型地热能压缩空气储能系统、方法
CN213841399U (zh) 一种热泵储电系统
CN111535886A (zh) 一种多能联合的压力恒定的发电系统
CN218093168U (zh) 一种压缩蒸汽储能发电系统
CN220470042U (zh) 一种多级稳压硐穴式绝热压缩空气储能电站系统
CN114857973B (zh) 一种电热储能系统及换热方法
CN114962122B (zh) 一种低落差高水头的抽水压缩空气储能系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210319