CN112901431B - 一种近等温压缩空气储能系统及其运行方法 - Google Patents

一种近等温压缩空气储能系统及其运行方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种近等温压缩空气储能系统及其运行方法，系统包括高压储气空间、低压储气空间、集热系统、多罐抽水压缩空气储能装置、释能部以及压缩机；所述释能部包括再热器和透平膨胀机；低压储气空间的出口、多罐抽水压缩空气储能装置和高压储气空间的入口依次连通；高压储气空间的出口、再热器和透平膨胀机依次连通；透平膨胀机的出口连通低压储气空间；集热系统的入口和出口分别连通再热器导热介质的出口和入口；压缩过程接近等温/近等温压缩，无显著压缩热产生，采用闭式循环，抬高整体的气体工作压力，可以提高系统的能量密度，采用多罐压缩的结构克服了单个罐体用水量巨大的缺陷，可实现该储能系统的大规模应用。

Description

一种近等温压缩空气储能系统及其运行方法
技术领域
本发明属于压缩空气储能技术领域，具体涉及一种近等温压缩空气储能系统及其运行方法。
背景技术
目前，在高海拔地区、高原地区或沙化地区已建成了大规模的光伏、风电、热电等形式的发电系统。可再生能源具有随机性、波动性等特点，为满足电网需求，需要配套建设大规模的储能系统。现阶段，光伏电站和风电场配套使用的储能部分主要以电池储能为主。
对于电池储能系统的直流侧，无法消纳无功功率，同时会伴随出现直流闭锁等效应。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种近等温压缩空气储能系统及其运行方法，在可再生能源的储能系统中需要引入转动惯量对电能进行储存及利用。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种近等温压缩空气储能系统，包括高压储气空间、低压储气空间、集热系统、多罐抽水压缩空气储能装置、释能部以及压缩机；所述释能部包括再热器和透平膨胀机；
低压储气空间的出口、多罐抽水压缩空气储能装置和高压储气空间的入口依次连通；高压储气空间的出口、再热器和透平膨胀机依次连通；透平膨胀机的出口连通低压储气空间；集热系统的入口和出口分别连通再热器导热介质的出口和入口。
多罐抽水压缩空气储能装置包括多个水气共容罐和水泵：每个水气共容罐底部设有两个水路通道、水气共容罐顶部设有两个气体通道；水气共容罐的每一个水路通道和气体通道上均设置有阀门，水泵的进出口均设置阀门，每个罐体的两个水路通道中均有一个水路通道与水泵的进口连通、另一个水路通道与水泵的出口连通；每个罐体的气体通道中，均有一个气体通道与高压储气空间连通、另一个气体通道与低压储气空间相连。
高压储气空间的出口和再热器入口之间设置回热器，透平膨胀机的出口连通回热器的入口，回热器设置旁路管道连通低压储气空间的入口。
水气共容罐至少设置有三个。
设置多个释能部并联，多组多罐抽水压缩空气储能装置并联。
采用地埋管道进行储存，高压储气空间与低压储气空间采用地埋管道，所述地埋管道间隔排布；当低压地埋管道数目多于高压地埋管道数目时，采用多根低压地埋管道之间布置一根高压地埋管道的方式，实现两个储气空间的间隔排布；同一储气空间的多个地埋管道之间通过一条总管道相连，总管道连通外部设备；每根地埋管道与水平面设有一夹角，每根管道接总管道的一端高于远离总管道的一端，远离总管道的一端设有排水管道，排水管道通向地埋管道所处地面；高压储气空间和低压储气空间采用地埋管道作为连通通道。
高压储气空间和低压储气空间埋于地下1米至5米深的浅层；太阳能集热系统设置在高压储气空间和低压储气空间所在地面以上，两者使用同一场地。
集热系统采用太阳能集热系统、天然气供热系统或工业余热或地热；再热器中的导热介质采用水、导热油或熔盐，透平膨胀机采用进口导叶和静叶可调的膨胀机。
基于本发明所述近等温压缩空气储能系统的运行方法，
准备阶段：采用向高压储气空间和低压储气空间内部充入空气，使高压储气空间和低压储气空间压力达到设定值，同时调整多罐抽水压缩空气储能装置内部水位及压力；
储存阶段：气体从低压储气空间内部放出，经压缩后进入高压储气空间；
释能阶段：高压储气空间的气体流出后进入再热器加热，加热后的气体进入透平膨胀机做功，最后进入低压储气空间再次进入循环；再热器的热量来自集热系统。
高压储气空间内部的气体先经过回热器，在经过再热器加热之后进入透平膨胀机做功，透平排气经过回热器后进入低压储气空间储存。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
与传统采用压缩机对气体进行压缩的压缩空气储能系统不同，本发明采用一种多罐抽水压缩空气储能装置对气体进行压缩，压缩过程接近等温/近等温压缩，无显著压缩热产生，同时，采用多罐压缩的结构克服了单个罐体用水量巨大的缺陷，可实现该储能系统的大规模应用；该系统采用闭式循环，提高了系统的能量密度，提高了系统的能量效率，对于高原地区，大气压远低于标准大气压，若采用开式循环，会导致储能过程中吸气压力过低，设备实际压缩比极大，压缩时间长，压缩性能差，根据热力学第二定律，空气在低压范围做功能力显著低于高压范围，因此采用闭式循环，抬高整体的气体工作压力，可以提高系统的能量密度；进一步地，减小膨胀比可以时系统在释能过程中需要更少的热量，提高系统的能量效率。
进一步的，相比于现有抽水压缩空气储能系统及相似的气体压缩装置，本发明多罐抽水压缩空气储能装置采用三罐或更多罐体对气体进行压缩，该罐体结构及其附属管道设计可实现水泵的连续工作，解决了传统单罐或双罐压缩气体装置中存在的余气膨胀过程中水泵无法工作问题。
进一步的，太阳能作为再热方式，符合高原地区大部分无天然气、煤、地热等热源的特点，同时，太阳能集热器布置在储气空间上部地面，可以减小由于气候变化对于土壤浅层温度的改变，特别是低温的影响，使储气空间内部环境更加稳定，保证系统的稳定、可靠运行，对于采用地埋管道进行储气的方式，结合间隔排布、地上布置太阳能等方式进行环境温度控制，地下1至5米的深度即可满足系统的保温需求，不需要埋于更深的地下，提高了系统的可实现性，降低了施工难度。
进一步的，对于气体储存空间的设置，采用高压管道与低压管道实现对气体的大规模储存，避免了开挖大规模地下洞穴、竖井等传统储气结构，适用于高原地区的环境特点。
进一步的，高压与低压管道间隔排布，可以维持系统在运行过程中较为稳定的环境，保证系统的稳定、可靠运行，由于该系统采用等温/近等温压缩，膨胀过程中采用回热器对气体余热进行回收，可以认为进出储气空间的气体温度变化不大，只需考虑充、放气过程中储气空间内部的温度变化。储能阶段，低压储气空间放气温度降低，高压储气空间充气温度升高，释能阶段反之，一方面，采用管道相比于洞穴等大体积空间，增加了换热面积，加快了气体与环境的换热，减小了气体的温度变化；另一方面，采用高压管道与低压管道间隔排布，即升温与降温的管道间隔排布，提高了二者和环境的换热效率，进一步地维持了储气空间内部的稳定状态。
进一步的，释能阶段采用太阳能对气体进行再热，再热温度为150℃至350℃，对于闭式循环的储能系统，相比于开式循环的能量密度高，释能过程中所需输入的热量低，采用150℃至350℃的再热温度即可满足常规运行范围内的工作要求。对再热温度的要求远低于传统采用燃烧的释能过程，降低了系统的建设难度，提高了系统的可靠性。
进一步的，采用进口导叶和静叶可调的膨胀机，可进一步提高系统的效率和容量。传统高压储气空间与低压储气空间出口均设置节流环节，以保持膨胀机的稳定工况。但是节流会对气体的压力能造成显著损失：降低了高压初期空间的排气压力，同时提高了低压储气空间的充气压力。采用进口导叶和静叶可调的膨胀机，在释能阶段根据两储气空间的状态不断改编膨胀比，可以显著提高系统的容量，提高系统的效率。
附图说明
图1为本发明一种可实施的压缩空气储能系统图。
图2为本发明一种可实施的多罐抽水压缩空气储能装置示意图。
图3为本发明一种可实施的高压初期空间与低压储气空间布置。
图4为本发明一种可实施的有回热的释能部分系统图。
图5为本发明一种可实施的无回热释能部分系统图。
图6a一个循环周期内第一水气共容罐流量变化示意图。
图6b一个循环周期内第二水气共容罐流量变化示意图。
图6c一个循环周期内第三水气共容罐流量变化示意图。
附图中，1至16、阀门；17、第一水气共容罐；18、第二水气共容罐；19、第三水气共容罐；20、水泵；21、高压储气空间；22、低压储气空间；23、再热器；24、太阳能集热系统； 25、透平膨胀机；26、回热器；27、多罐抽水压缩空气储能装置；28、压缩机。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明进行详细阐述。
本系统设计一种抽水压缩空气储能系统对电能进行储存，该系统具有效率高、近等温压缩等特点。同时，对于大容量、高功率的储能系统，设计多罐抽水压缩空气系统，具体实施方式如下。
针对高寒高海拔地区，采用开式循环会导致常规压缩机入口参数偏离最优工况点，甚至跳出稳定工作区。因此，本发明考虑采用闭式循环系统，分别设置高压和低压储气空间，在保证系统稳定运行的情况下提高了系统的压力等级和系统的储能密度。
高原大部分地区的地下无大型矿洞或岩洞，且在地表建设大规模高压容器成本较高，因此考虑采用地埋管道对高压气体进行储存。同时，地下温度较为稳定，有利于维持系统的稳定运行、防止工质温度过低。
作为优选的，为了保证系统的输出功率满足电网需求，本系统采用空气膨胀透平进行释能发电。考虑到高原地区几乎无煤、天然气等资源，也较少有地热、工业余热等热源，但是太阳能资源丰富，膨胀过程中采用太阳能集热系统对压缩空气进行再热。
参考图1、图2和图4，一种近等温压缩空气储能系统，包括高压储气空间21、低压储气空间22、太阳能集热系统24、多罐抽水压缩空气储能装置27、释能部和压缩机28；所述释能部包括再热器23、透平膨胀机25和回热器26；低压储气空间22的出口、多罐抽水压缩空气储能装置27和高压储气空间21的入口依次连通；高压储气空间21的出口、回热器 26、再热器23和透平膨胀机25依次连通，透平膨胀机25的出口连通回热器26的入口，回热器26设置旁路管道连通低压储气空间22的入口；太阳能集热系统24的入口和出口分别连通再热器23导热介质的出口和入口。
多罐抽水压缩空气储能装置27包括多个水气共容罐和水泵20：每个水气共容罐底部设有两个水路通道、水气共容罐顶部设有两个气体通道；水气共容罐的每一个水路通道和气体通道上均设置有阀门，水泵的进出口均设置阀门，每个罐体的两个水路通道中均有一个水路通道与水泵的进口连通、另一个水路通道与水泵20的出口连通；每个罐体的气体通道中，均有一个气体通道与高压储气空间21连通、另一个气体通道与低压储气空间22相连。
太阳能集热系统24作为热量采集系统，在释能阶段对再热器23中的压缩空气进行加热，再热器23中的导热介质可采用水、导热油或熔盐；释能阶段采用太阳能集热器收集热量，对气体进行再热后膨胀做功；太阳能集热器温度为150℃至350℃；
在高压储气空间21和低压储气空间22之间可同时设置多组多罐抽水压缩空气储能装置 27并联工作；释能部包括一组回热器26、再热器23以及透平膨胀机25，可设置多个释能部并联工作。
参考图3，压缩气体采用地埋管道进行储存，高压储气空间与低压储气空间采用间隔排布；当低压地埋管道数目多于高压地埋管道数目时，采用多根低压地埋管道之间布置一根高压地埋管道的方式，实现两个储气空间的间隔排布。
同一储气空间的多个地埋管道之间通过一条总管道相连，外部设备与总管道连通；每根地埋管道与水平面设有一夹角，每根地埋管道接总管道一端(头部)高于远离总管道一端(尾部)，管道尾部设有排水管道，排水管道通向地埋管道所在地面，用于定期排除管内的积水。
释能阶段：回热器26将透平膨胀机25出口的空气余热进行回收，透平膨胀机25出口接低压储气空间22，气体做完功后存入低压储气空间；对于太阳能集热器温度较低或膨胀比大的情况，透平出口温度较低，可以不设置回热器。
释能过程中的透平膨胀机采用静叶及进口导叶可调的膨胀机，在工作过程中不断改变膨胀比，以适应进、出口压力的不断变化。
参考图5，一种近等温压缩空气储能系统，包括高压储气空间21、低压储气空间22、集热系统24、多罐抽水压缩空气储能装置27、释能部以及压缩机28；所述释能部包括再热器23和透平膨胀机25；
低压储气空间22的出口、多罐抽水压缩空气储能装置27和高压储气空间21的入口依次连通；高压储气空间21的出口、再热器23和透平膨胀机25依次连通；透平膨胀机25的出口连通低压储气空间22；集热系统的入口和出口分别连通再热器23导热介质的出口和入口。
其中，高压储气空间21和低压储气空间22采用地埋管道作为存储空间，其尺寸、体积与压力等级视具体的系统参数而定；多罐抽水压缩空气储能装置27分别与高压储气空间21和低压储气空间22连通，在高压储气空间21和低压储气空间22之间可同时设置多组多罐抽水压缩空气储能装置27并联工作；高压储气空间21的气体流出后进入回热器26预热，再进入再热器23被加热，之后进入透平膨胀机25做功，最后进入回热器26回收余热并存入低压储气空间22；太阳能集热系统24作为热量采集系统，在释能阶段对再热器23中的压缩空气进行加热，再热器23中的导热介质可采用水、导热油、熔盐等材料；一组释能部分包括回热器26、再热器23和透平膨胀机25，可设置多组释能部分并联工作。
如图2所示，水气共容罐包括第一水气共容罐17、第二水气共容罐18以及第三水气共容罐19；第一水气共容罐17底部的两个水流管道分别设置第一阀门1和第二阀门2，同时两个水流管道分别对应连通水泵20的入口和出口，水泵20的入口和出口分别对应设置第八阀门8 和第七阀门7，第一水气共容罐17顶部的两个气体管道上分别设置第九阀门9和第十阀门10。
第二水气共容罐18底部的两个水流管道分别设置第三阀门3和第四阀门4，同时两个水流管道分别对应连通水泵20的出口和入口，第二水气共容罐18顶部的两个气体管道上分别设置第十一阀门11和第十二阀门12。
第三水气共容罐19底部的两个水流管道分别设置第五阀门5和第六阀门6，同时两个水流管道分别对应连通水泵20的出口和入口，第三水气共容罐19顶部的两个气体管道上分别设置第十三阀门13和第十四阀门14。
第一水气共容罐17、第二水气共容罐18和第三水气共容罐19顶部两路气流管道中均有一个气流管道相互连通，并且连通高压储气空间21，通向高压储气空间21的管道上设置第十五阀门15；第一水气共容罐17、第二水气共容罐18和第三水气共容罐19顶部的另一路气流管道相互连通，且连通低压储气空间22，通向低压储气空间22的管道上设置第十六阀门16。
由于系统特点，高压储气空间小于低压储气空间：可以采用大管径的管道作为低压储气空间22，小管径的管道作为高压储气空间21，使两个储气空间所用管道数目相当；也可采用管径相同的管道分别作为高压储气空间21和低压储气空间22，两个储气空间所用管道数目不同。当低压管道数目多于高压管道数目时，采用多根低压管道之间布置一根高压管道的方式，实现两个储气空间的间隔排布。
优选地在透平膨胀机的出口设置回热器26，将透平膨胀机出口的空气余热进行回收；对于太阳能集热器温度较低或膨胀比大的情况，也可以不设置回热器。释能阶段，透平膨胀机出口接低压储气空间22，气体做完功后存入低压储气空间22。
释能过程中高压储气空间21的压力逐渐降低，低压储气空间22的压力逐渐升高，透平膨胀机采用静叶及进口导叶可调的膨胀机，在工作过程中不断改变膨胀比，以适应进、出口压力的不断变化。
全部储气空间埋于地下1米至5米深的浅层，具体深度视当地昼夜温差、全年最低温度等气候条件而定。太阳能集热系统设置在储气空间的地上，太阳能集热系统和全部储气空间使用同一场地。
对于多罐抽水压缩空气储能系统，本发明中所述装置为三罐结构，类似地，大于三罐的结构均可实现相同的效果，即连续地将电能转化为压缩空气的压力能，避免在排气结束时至吸气开始时罐内气体压力突然降低引起的水流不稳定和水泵功率消耗不连续。
本发明选用太阳能集热系统作为热源对压缩空气进行再热，在一些地热资源丰富或其它热源丰富的地区，也可以选取其它方式对气体进行再热。
水泵20的电能输入连接风力发电机组、太阳能发电机组以及外部电网；由于水泵的稳定工况曲线明显优于气体压缩机，采用水泵作为能量输入设备对气体进行压缩，可以实现系统在更加宽广的工况区内工作。而对于三罐压缩系统的结构，通过对水循环使用实现吸气、压缩和排气，进一步提高了系统的可调控性和功率范围；对于消纳风、太阳能等可再生能源的储能系统，弃风、弃太阳能的功率变化范围往往较大，因此，利用水泵对废弃电能进行储存，可以实现更加合理的能量分配与调度，提高储能系统的实际使用率。
储能部分
结合高原地区水资源较少的特点，为减小系统用水量，本发明设计一种多罐抽水压缩空气储能结构，具体结构见图2，三个罐体及其管路采用对称结构设计，每个罐体均设置水流管道，水流管道位于水气共容仓底部，分别与水泵的入口、出口连接，气体管道均与低压储气空间和高压储气空间连通。
对于水气共容罐，包括三个过程：压缩排气过程、膨胀过程以及排水充气过程。现有文献中已有涉及采用两个罐体实现液体活塞对气体的压缩过程，本发明提出采用三个罐体循环进行以上过程，以达到储能阶段的稳定、连续。
参考图2和图3，作为一个示例，第一水气共容罐17压缩排气、第二水气共容罐18膨胀、第三水气共容罐19排水吸气，第七阀门7、第八阀门8、第十五阀门15、第十六阀门16处于常开状态，通过调节第一阀门1至第六阀门6和第九9至第十四阀门14达到储能的功能。
罐体附属阀门控制及工作方式说明如下。
第一水气共容罐17压缩排气：第一阀门1和第十阀门10关闭，打开第二阀门2，压缩阶段关闭第九阀门9，压缩至目标压力后打开第九阀门9进行排气。水泵20向第一水气共容罐 17内部充水，第一水气共容罐17内的气体逐渐被压缩，当气体压力达到设定值时，第一水气共容罐17的第九阀门9打开，第一水气共容罐17内的气体被储存进高压储气空间21；
第二水气共容罐18膨胀：关闭第三阀门3、第十一阀门11和第十二阀门12，打开第四阀门4。在前一个循环结束后，第二水气共容罐18中留有未排尽的残余气体，残余气体先膨胀降压至低压储气空间22内部的压力，随后静置待下一个循环开始后进气使用。膨胀过程中，第二水气共容罐18内部的水通过水泵20被排进第一水气共容罐17，直至膨胀结束后第一水气共容罐17和第二水气共容罐18两罐体内部压力相等，排水相应停止，关闭阀门4；
第三水气共容罐19排水吸气：第六阀门6和第十四阀门14打开，第五阀门5和第十三阀门13关闭，低压储气空间22中气体进入第三水气共容罐19，第三水气共容罐19中的水通过水泵20被压入第一水气共容罐17中。
三罐循环进行，一个循环周期内的第一水气共容罐17、第二水气共容罐18和第三水气共容罐19的流量如图6a、图6b图和6c所示。
气体储存部分
利用高压管道储存气体，是一种常用的储气方式。
本发明采用地埋管道对高压气体和低压气体进行储存，高压储气空间中的地埋管道互相连接，低压储气空间中的地埋管道互相连接，经过主管道与储能或释能部分连通。具体结构和实施方式如下所示：
由于本系统为闭式循环，在系统运行前，利用压缩机28向储气空间内部充气，之后仅在补充漏气时启动压缩机28，通过高压储气空间与低压储气空间间隔排布的方式，减少了放气空间内部温降和充气空间内部温升的影响，同时也减小了各储气空间受外部环境温度变化产生的影响。
释能部分
高压储气空间的气体首先进入回热器中被初步加热，之后进入再热器中被加热，接着进入气体膨胀透平做功，最后经过回热器后回收富余热量，储存进入低压储气空间。
储能系统实施方式：
准备阶段：采用压缩机28向高压储气空间21和低压储气空间22内部充入空气，使两储气空间压力达到设定值，同时调整水气共容罐内部水位及压力，仅在补充系统漏气时启动压缩机28。
储存阶段：富余电能驱动水泵做功，气体从低压储气空间22内部放出，经压缩系统后进入高压储气空间21。
释能阶段：高压储气空间21内部的气体分别经过回热器26、再热器23之后进入透平膨胀机25做功，透平排气经过回热器26后进入低压储气空间储存。

Claims (7)

1.一种近等温压缩空气储能系统，其特征在于，包括高压储气空间(21)、低压储气空间(22)、集热系统(24)、多罐抽水压缩空气储能装置(27)、释能部以及压缩机(28)；所述释能部包括再热器(23)和透平膨胀机(25)；
低压储气空间(22)的出口、多罐抽水压缩空气储能装置(27)和高压储气空间(21)的入口依次连通；高压储气空间(21)的出口、再热器(23)和透平膨胀机(25)依次连通；透平膨胀机(25)的出口连通低压储气空间(22)；集热系统的入口和出口分别连通再热器(23)导热介质的出口和入口；多罐抽水压缩空气储能装置(27)包括多个水气共容罐和水泵(20)：每个水气共容罐底部设有两个水路通道、水气共容罐顶部设有两个气体通道；水气共容罐的每一个水路通道和气体通道上均设置有阀门，水泵的进出口均设置阀门，每个罐体的两个水路通道中均有一个水路通道与水泵的进口连通、另一个水路通道与水泵(20)的出口连通；每个罐体的气体通道中，均有一个气体通道与高压储气空间(21)连通、另一个气体通道与低压储气空间(22)相连；水气共容罐至少设置有三个；采用地埋管道进行储存，高压储气空间与低压储气空间采用地埋管道，所述地埋管道间隔排布；当低压地埋管道数目多于高压地埋管道数目时，采用多根低压地埋管道之间布置一根高压地埋管道的方式，实现两个储气空间的间隔排布；同一储气空间的多个地埋管道之间通过一条总管道相连，总管道连通外部设备；每根地埋管道与水平面设有一夹角，每根管道接总管道的一端高于远离总管道的一端，远离总管道的一端设有排水管道，排水管道通向地埋管道所处地面；高压储气空间(21)和低压储气空间(22)采用地埋管道作为连通通道。
2.根据权利要求1所述的近等温压缩空气储能系统，其特征在于，高压储气空间(21)的出口和再热器(23)入口之间设置回热器(26)，透平膨胀机(25)的出口连通回热器(26)的入口，回热器(26)设置旁路管道连通低压储气空间(22)的入口。
3.根据权利要求1所述的近等温压缩空气储能系统，其特征在于，设置多个释能部并联，多组多罐抽水压缩空气储能装置(27)并联。
4.根据权利要求1所述的近等温压缩空气储能系统，其特征在于，高压储气空间(21)和低压储气空间(22)埋于地下1米至5米深的浅层；太阳能集热系统设置在高压储气空间和低压储气空间所在地面以上，两者使用同一场地。
5.根据权利要求1所述的近等温压缩空气储能系统，其特征在于，集热系统(24)采用太阳能集热系统、天然气供热系统或工业余热或地热；再热器(23)中的导热介质采用水、导热油或熔盐，透平膨胀机(25)采用进口导叶和静叶可调的膨胀机。
6.基于权利要求1所述近等温压缩空气储能系统的运行方法，其特征在于，
准备阶段：采用向高压储气空间(21)和低压储气空间(22)内部充入空气，使高压储气空间(21)和低压储气空间(22)压力达到设定值，同时调整多罐抽水压缩空气储能装置(27)内部水位及压力；
储存阶段：气体从低压储气空间(22)内部放出，经压缩后进入高压储气空间(21)；
释能阶段：高压储气空间(21)的气体流出后进入再热器(23)加热，加热后的气体进入透平膨胀机(25)做功，最后进入低压储气空间(22)再次进入循环；再热器(23)的热量来自集热系统；多罐抽水压缩空气储能装置(27)包括多个水气共容罐和水泵(20)：每个水气共容罐底部设有两个水路通道、水气共容罐顶部设有两个气体通道；水气共容罐的每一个水路通道和气体通道上均设置有阀门，水泵的进出口均设置阀门，每个罐体的两个水路通道中均有一个水路通道与水泵的进口连通、另一个水路通道与水泵(20)的出口连通；每个罐体的气体通道中，均有一个气体通道与高压储气空间(21)连通、另一个气体通道与低压储气空间(22)相连；水气共容罐至少设置有三个；三个罐体循环进行压缩排气过程、膨胀过程以及排水充气过程。
7.根据权利要求6所述的等温压缩空气储能系统的运行方法，其特征在于，高压储气空间(21)内部的气体先经过回热器(26)，在经过再热器(23)加热之后进入透平膨胀机(25)做功，透平排气经过回热器(26)后进入低压储气空间储存。
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