CN115013220B - 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 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种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。本发明的技术方案为一种基于中深层干热岩的紧凑型地热能压缩空气储能系统，其特征在于，包括：气水共容罐Ⅰ，配有带阀门通气管Ⅰ，用于容纳空气和水；气水共容罐Ⅱ，配有带阀门通气管Ⅱ，用于容纳空气和水，该气水共容罐Ⅱ和气水共容罐Ⅰ所容纳水的总体积小于共容罐Ⅰ、Ⅱ的总容积；水泵水轮机，通过输水管与所述气水共容罐Ⅰ、Ⅱ连通，用于在由外部多余电量驱动的水泵工况下将其中一共容罐内的水抽取至另一共容罐内，以压缩该另一共容罐内的空气；用于在水轮机工况下利用从其中一共容罐流向另一共容罐的水进行发电。本发明适用于热能利用和储能技术领域。

Description

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

技术领域

本发明涉及一种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。适用于热能利用和储能技术领域。

背景技术

为保证能源安全以及缓解日益凸显的环境污染问题，近年来大力发展以风能和太阳能为代表的新能源。风能和太阳能具有随机性和波动性，给电网的安全稳定运行带来了巨大挑战。储能技术能够有效解决这一问题，而压缩空气储能系统作为最有前景的物理储能技术之一，是当前研究的热点。

压缩空气系统初期投资高，建设成本大是目前亟需解决的主要问题之一。需要缩减系统面积，使其便于标准化和模块化的建设，从而更好的推广利用。

压缩空气储能系统释能过程中高压空气补热问题是当前亟待解决的问题之一。常规的补热方式已被广泛研究，尽管已经取得大量的研究成果，但存在依赖化石燃料、系统效率低等问题，不能满足工程应用的实际需求。而地热能作为一种清洁能源，具有无排放无污染等优点，并且具有较高的稳定性。若提取地热能为压缩空气储能系统补热，就能够减小系统对燃料的依赖性。

干热岩是新兴地热能源，是一般温度大于180℃，埋深数千米，内部不存在流体或仅有少量地下流体(致密不透水)的高温岩体。我国干热岩存量巨大，干热岩资源量约合856万亿吨标准煤，占世界资源量的1/6左右，有望成为战略性接替能源。常规的地热能提取主要是利用水和二氧化碳等为介质，以热能的形式提取地热能，易产生腐蚀问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种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。

本发明所采用的技术方案是：一种基于中深层干热岩的紧凑型地热能压缩空气储能系统，其特征在于，包括：

气水共容罐Ⅰ，配有带阀门通气管Ⅰ，用于容纳空气和水；

气水共容罐Ⅱ，配有带阀门通气管Ⅱ，用于容纳空气和水，该气水共容罐Ⅱ和气水共容罐Ⅰ所容纳水的总体积小于共容罐Ⅰ、Ⅱ的总容积；

水泵水轮机，通过输水管与所述气水共容罐Ⅰ、Ⅱ连通，用于在由外部多余电量驱动的水泵工况下将其中一共容罐内的水抽取至另一共容罐内，以压缩该另一共容罐内的空气；用于在水轮机工况下利用从其中一共容罐流向另一共容罐的水进行发电；

储气装置，其进气口经导气管连通所述气水共容罐Ⅰ、Ⅱ，用于存储气水共容罐Ⅰ、Ⅱ内产生的压缩空气；其出气口连通气水共容罐Ⅰ、Ⅱ，用于利用储气装置内存储的压缩空气挤压共容罐内的水，使其中一共容罐内的水流向另一共容罐；

干热岩换热管，设置于所述储气装置出气口和所述气水共容罐Ⅰ、Ⅱ之间，用于使从储气装置流向共容罐的压缩空气和中深层干热岩进行换热。

所述水泵水轮机水泵工况的进水口和出水口分别接有三通阀Ⅰ和三通阀Ⅲ；所述气水共容罐Ⅰ经三通阀Ⅱ分别连通所述三通阀Ⅰ和三通阀Ⅲ；所述气水共容罐Ⅱ经三通阀Ⅳ分别连通三通阀Ⅰ和三通阀Ⅲ。

所述气水共容罐Ⅰ、Ⅱ共同连接四通阀，并经四通阀连通所述储气装置的进气口和所述干热岩换热管的出气口。

所述储气装置具有储气罐Ⅰ、Ⅱ和三通阀Ⅴ、Ⅵ，其中三通阀Ⅴ的第一端为该储气装置的进气口，三通阀Ⅴ的第二端为该储气装置的出气口，该三通阀Ⅴ的第三端经三通阀Ⅵ分别连通所述储气罐Ⅰ和储气罐Ⅱ。

所述干热岩换热管沿压缩空气流动方向分为从地面延伸至地下中深层干热岩的进气段、位于中深层干热岩的换热段和从中深层干热岩延伸至地面的出气段，其中进气段和出气段上包裹保温防护套管，换热段包裹高导热套管。

所述保温防护套管采用二氧化硅气凝胶或玻璃棉制成。

所述高导热套管采用高导热石墨块制成。

所述气水共容罐Ⅰ具有于输水管连通的容水腔室，容水腔室内置有与所述带阀门通气管Ⅰ和导气管连通的薄膜气囊；

所述气水共容罐Ⅱ具有于输水管连通的容水腔室，容水腔室内置有与所述带阀门通气管Ⅱ和导气管连通的薄膜气囊。

所述薄膜气囊采用石墨烯制成。

一种所述基于中深层干热岩的紧凑型地热能压缩空气储能系统的工作方法，其特征在于：

A、抽水储气工作状态过程：

A1、关闭带阀门通气管Ⅰ，打开带阀门通气管Ⅱ，水泵水轮机由外部多余电量驱动运行在水泵工况，将水气共容罐II内的水泵送至水气共容罐I，水在水气共容罐I中压缩空气；

A2、水气共容罐I内被压缩的空气通过导气管送入储气装置，由储气装置进行存储；

A3、当水气共容罐I里充满水后，打开带阀门通气管Ⅰ，关闭带阀门通气管Ⅱ，水泵水轮机由外部多余电量驱动运行在水泵工况，将水气共容罐I内的水泵送至水气共容罐Ⅱ，水在水气共容罐Ⅱ中压缩空气；

A4、水气共容罐Ⅱ内被压缩的空气通过导气管送入储气装置，由储气装置进行存储；

A5、当水气共容罐Ⅱ里充满水后，返回步骤A1；

B、吸热推水发电工作状态过程：

B1、关闭带阀门通气管Ⅰ，打开带阀门通气管Ⅱ，储气装置内存储的压缩空气在压差作用下经干热岩换热管流入水气共容罐I，推动水气共容罐I内的水经过水泵水轮机往水气共容罐Ⅱ流动，带动水泵水轮机发电；

B2、当水气共容罐Ⅱ里充满水后，打开带阀门通气管Ⅰ，关闭带阀门通气管Ⅱ，储气装置内存储的压缩空气在压差作用下经干热岩换热管流入水气共容罐Ⅱ，推动水气共容罐Ⅱ内的水经过水泵水轮机往水气共容罐Ⅰ流动，带动水泵水轮机发电；

B3、当水气共容罐Ⅰ里充满水后，返回步骤B1。

本发明的有益效果是：本发明利用压缩空气本身的压力，推动气体流动，与中深层干热岩换热，不需要额外配备压气装置，节省了地热能利用的投资；充分利用中深层干热岩的热能，且单纯空气换热，避免了利用水换热带来的腐蚀问题，延长了系统的寿命。

本发明水泵水轮机的正转可以用做水泵，反转可以用做水泵，节省了投资和占地面积，布置更加紧凑，也缩短了施工时间，布置方便；电动发电机的正转可以用做电动机，反转可以用做发电机，节省了投资和占地面积，布置更加紧凑，也缩短了施工时间，布置方便。

本发明中水气共容罐Ⅰ、Ⅱ之间的水来回运转，节省了水资源，节省成本；水气共容罐内采用薄膜气囊将水气分离，避免水泵水轮机的空蚀问题。

本发明可以包含多组并联的水气共容罐或储气罐，可以满足不同容量的压缩空气储能规模的设计。

附图说明

图1为实施例的结构示意图。

图2为实施例的抽水储气工作状态时从水气共容罐II抽水并流入水气共容罐I的示意图。

图3为实施例的抽水储气工作状态时从水气共容罐I抽水并流入水气共容罐II的示意图。

图4为实施例的吸热推水发电工作状态时从水气共容罐I排水进入水气共容罐II的示意图。

图5为实施例的吸热推水发电工作状态时从水气共容罐II排水进入水气共容罐I的示意图。

图6为实施例中水气共容罐内部结构和工作状态示意图。

附图中，各部件的列表如下：

1、清洁能源连接线；2、超级电容器；3、清洁能源稳流电出口线；4、电动发电机；5、水泵水轮机；6、水泵水轮机传动结构；7、电动发电机供电线；8、水泵水轮机水管I；9、水泵水轮机水管II；10、三通阀I；11、水泵水轮机水管支路I；12、三通阀II；13、三通阀III；14、水泵水轮机水管支路II；15、水气共容罐I；16、水气共容罐导水管I；17、带阀门通气管I；18、水泵水轮机水管支路III；19、三通阀IV；20、水泵水轮机水管支路IV；21、水气共容罐导水管II；22、水气共容罐II；23、带阀门通气管II；24、导气管I；25、导气管II；26、四通阀；27、导气管III；28、三通阀V；29、导气管V；30、导气管VI；31、三通阀VI；32、储气罐导气管I；33、储气罐导气管II；34、储气罐I；35、储气罐II；36、干热岩换热管；37、保温防护套管；38、高导热套管；39、热空气出气管；40、控制中心。

具体实施方式

如图1所示，本实施例为一种基于中深层干热岩的紧凑型地热能压缩空气储能系统，包括：控制中心40、气水共容罐Ⅰ15、气水共容罐Ⅱ22、水泵水轮机5、储气装置和干热岩换热管36等。

本例中气水共容罐Ⅰ15和气水共容罐Ⅱ22具有相同容积，均用于容纳空气和水；气水共容罐Ⅰ、Ⅱ上分别配有带阀门通气管Ⅰ、Ⅱ17、23，能使气水共容罐内与外界大气连通。气水共容罐Ⅰ15和气水共容罐Ⅱ22所容纳水的总体积等于其中一共容罐的容积，即当其中一气水共容罐内充满水时，另一气水共容罐内充满空气。

本实施例中水泵水轮机5的水泵工况进水口(水轮机工况出水口)和水泵工况出水口(水轮机工况进水口)分别与水泵水轮机水管I8和水泵水轮机水管II9相连，水泵水轮机水管I8、三通阀I10、水泵水轮机水管支路I11和三通阀II12顺次相连，三通阀II12和三通阀III13之间通过水泵水轮机水管支路II14相连，三通阀II12和水气共容罐I15之间通过水气共容罐导水管I16相连；三通阀I10还与水泵水轮机水管支路III18和三通阀IV19顺次相连，三通阀III13和三通阀IV19之间通过水泵水轮机水管支路IV20相连，三通阀IV19、水气共容罐导水管II21和水气共容罐II22顺次相连。

本例中水泵水轮机5的水泵工况由外部多余电量驱动，外部多余电量通过清洁能源连接线1输入，清洁能源连接线1与超级电容器2相连，超级电容器2通过清洁能源稳流电出口线3和水泵水轮机的电动发电机4相连；电动发电机4连接电动发电机供电线7，通过电动发电机供电线7为对外供电。

本实施例中水气共容罐I15和导气管I24相连，水气共容罐II22和导气管II25相连，导气管I24和导气管II25分别接于四通阀26的第一端和第二端上，四通阀26的第三端经导气管III27连通储气装置的进气口，储气装置的出气口经干热岩换热管36连通四通阀26的第四端。

本实施例中储气装置具有储气罐Ⅰ34、储气罐Ⅱ35和三通阀Ⅴ28、三通阀Ⅵ31，其中三通阀Ⅴ的第一端为该储气装置的进气口，连接导气管III27；三通阀Ⅴ的第二端为该储气装置的出气口，经导气管VI30连接干热岩换热管36；该三通阀Ⅴ的第三端经导气管V29连接三通阀Ⅵ，三通阀Ⅵ分别经储气罐导气管I32、储气罐导气管II33连通储气罐Ⅰ和储气罐Ⅱ。

本例中干热岩换热管36沿压缩空气流动方向分为从地面延伸至地下中深层干热岩的进气段、位于中深层干热岩的换热段和从中深层干热岩延伸至地面的出气段，其中进气段和出气段上包裹保温防护套管37，换热段包裹高导热套管38。本实施例中干热岩换热管36进气段连通导气管VI30，干热岩换热管36出气段经热空气出气管39连通四通阀26的第四端。

本例中保温防护套管37采用二氧化硅气凝胶或玻璃棉等低导热材料，更好地起到保温效果；高导热套管38采用高导热石墨块等材料，更好地促进压缩空气和高温干热岩的换热。

本实施例中基于中深层干热岩的紧凑型地热能压缩空气储能系统的工作方法，包括：

A、抽水储气工作状态过程：

在用电低谷期，风能、太阳能等可再生能源产生的多余的波动、不稳定电流通过清洁能源连接线1流入超级电容器2，超级电容器对电流进行调频，通过清洁能源稳流电出口线3输出稳定的电流。初始状态下，水气共容罐I15内充满空气，带阀门通气管I17关闭，水气共容罐I15处于密闭状态；水气共容罐II21内充满水，带阀门通气管II23打开，水气共容罐II22保持与外界大气通风。电流由清洁能源稳流电出口线3流入电动发电机4，电动发电机4驱动水泵水轮机5开始工作。

A1、如图2所示，三通阀I10、三通阀II12、三通阀III13和三通阀IV19被打开，水泵水轮机5在水泵工况下将水气共容罐II22内的水沿着水气共容罐导水管II21流入水泵水轮机水管支路III18，水泵水轮机水管支路III18内的水通过三通阀I10流经水泵水轮机水管I8并流入水泵水轮机5；水泵水轮机5内的水从水泵水轮机水管II9流出，并通过三通阀III13流入水泵水轮机水管支路II14，水泵水轮机水管支路II14内的水经过三通阀II12，流入水气共容罐导水管I16，并最终流入水气共容罐I15，水在水气共容罐I15中压缩空气。

A2、四通阀26、三通阀V28和三通阀VI31被打开，水气共容罐I15中被压缩的空气通过导气管I24流经四通阀26、导气管III27、三通阀V28、导气管V29、三通阀VI31和储气罐导气管I32，最终流入储气罐I34中存储。

当水气共容罐I15里充满水时，四通阀26调整，导气管I24的气路被关闭，导气管II25的气路被打开。接着打开带阀门通气管I17使水气共容罐I15与外界大气通风，并关闭带阀门通气管II23使水气共容罐II22处于密闭状态。此时，由于水气共容罐I15里充满水，则水气共容罐II22里充满了常压的空气。

A3、当水气共容罐I15里充满水后，调整三通阀I10、三通阀II12、三通阀III13和三通阀IV19的通路，如图3所示。水泵水轮机5在水泵工况下将水气共容罐I15内的水沿着水气共容罐导水管I16沿着三通阀II12流入水泵水轮机水管支路I11，水泵水轮机水管支路I11内的水通过三通阀I10流经水泵水轮机水管I8并流入水泵水轮机5；水泵水轮机5内的水从水泵水轮机水管II9流出，并通过三通阀III13流入水泵水轮机水管支路IV20，水泵水轮机水管支路IV20内的水经过三通阀IV19，流入水气共容罐导水管II21，并最终流入水气共容罐II22，水在水气共容罐II22中压缩空气。

A4、水气共容罐II22中被压缩的空气通过导气管II25流经四通阀26、导气管III27、三通阀V28、导气管V29、三通阀VI31和储气罐导气管I32，最终流入储气罐I34中存储。

当水气共容罐II22里充满水时，四通阀26调整，导气管II25的气路被关闭，导气管I24的气路被打开。接着打开带阀门通气管II23使水气共容罐II22与外界大气通风，并关闭带阀门通气管I17使水气共容罐I15处于密闭状态。此时，由于水气共容罐II22里充满水，则水气共容罐I15里充满了常压的空气。

A5、当水气共容罐Ⅱ22里充满水后，再调整三通阀I10、三通阀II12、三通阀III13和三通阀IV19的通路，如图2所示，利用水泵水轮机5继续将水气共容罐II22内的水抽到水气共容罐I15内压缩空气，并遵循先前步骤循环进行。

通过上述方法，使空气在水气共容罐I15和水气共容罐II22中被交替压缩，使系统稳定运行。当储气罐I34中的压力达到额定压力时，调整三通阀VI31，使被压缩的空气通过储气罐导气管II33，流入储气罐II35中存储。

本实施例中水泵水轮机5采用全变频水泵水轮机，可以实现水泵水轮机在背压不断变化的工况下，稳定运行并保证输出功率，不需要并联多台水泵水轮机，让不同水泵水轮机在不同工况下工作，从而节省了泵的成本，也节约了水资源。

水泵水轮机5在抽水储气工作状态过程时，可以通过管路的变换，同时实现在水气共容罐I15和水气共容罐II22中的交替抽水，节省水资源，系统可以连续不间断运行。

本实施例中气水共容罐Ⅰ15和气水共容罐Ⅱ22可以分别包含多组并联的水气共容罐或储气罐，从而满足不同容量的压缩空气储能规模的设计。

B、吸热推水发电工作状态过程：

在用电高峰期，打开四通阀26、三通阀V28和三通阀VI31，储气罐I34中被压缩的空气受压差的影响，会自动沿着储气罐导气管I32、三通阀VI31、导气管V29、三通阀V28和导气管VI30，最终流入干热岩换热管36中。在干热岩换热管36的底部，压缩空气和中深层干热岩进行换热，高导热套管38具有较高的导热系数，可以提高高温干热岩将热量传递给压缩空气的效率。保温防护套管37的导热系数较低，可以防止被加热的压缩空气的热量向外扩散，保证高温空气从干热岩换热管36中流出。干热岩换热管36中流出的高温压缩空气，通过热空气出气管39、四通阀26和导气管流入水气共容罐。

B1、在吸热推水发电工作状态的初始时刻，水气共容罐I15内充满水，带阀门通气管I17关闭，水气共容罐I15处于密闭状态；同时，水气共容罐II21内充满常压空气，带阀门通气管II23打开，水气共容罐II22保持与外界大气通风。高温压缩空气通过导气管I24流入水气共容罐I15后，推动水气共容罐I15内的水流动。

此时，三通阀I10、三通阀II12、三通阀III13和三通阀IV19被打开，如图4所示。水气共容罐I15内的水沿着水气共容罐导水管I16，依次流经三通阀II12、水泵水轮机水管支路II14、三通阀III13和水泵水轮机水管II9，流入水泵水轮机5中，带动水泵水轮机5反转。反转的水泵水轮机5通过水泵水轮机传动结构6带动电动发电机4反转发电，并通过电动发电机供电线7将电能输出，向外供电。

在水泵水轮机5内做完功的水，通过水泵水轮机水管I8流出，依次流经三通阀I10、水泵水轮机水管支路III18、水泵水轮机水管II9和水气共容罐导水管II21，最终流入水气共容罐II22内。

当水气共容罐I15里的水被完全排出时，四通阀26调整，导气管I24的气路被关闭，导气管II25的气路被打开。接着打开带阀门通气管I17使水气共容罐I15与外界大气通风，并关闭带阀门通气管II23使水气共容罐II22处于密闭状态。此时，由于水气共容罐I15里的水被完全排出到水气共容罐II22内，则水气共容罐II22内充满了水。

B2、当水气共容罐Ⅱ里充满水后，调整三通阀I10、三通阀II12、三通阀III13和三通阀IV19的通路，如图5所示。高温压缩空气通过导气管II25流入水气共容罐II22后，推动水气共容罐II22内的水从水气共容罐导水管II21流出，依次流经三通阀IV19、水泵水轮机水管支路IV20、三通阀III13、水泵水轮机水管II9，流入水泵水轮机5中，带动水泵水轮机5反转。反转的水泵水轮机5通过水泵水轮机传动结构6带动电动发电机4反转发电，并通过电动发电机供电线7将电能输出，向外供电。

在水泵水轮机5内做完功的水，通过水泵水轮机水管I8流出，依次流经三通阀I10、水泵水轮机水管支路I11、三通阀II12、水气共容罐导水管I16，最终流入水气共容罐I15内。

当水气共容罐II22里的水被完全排出时，四通阀26调整，导气管II25的气路被关闭，导气管I24的气路被打开。接着打开带阀门通气管II23使水气共容罐II22与外界大气通风，并关闭带阀门通气管I17使水气共容罐I15处于密闭状态。此时，由于水气共容罐II22里的水被完全排出，则水气共容罐I15里充满了水。

B3、当水气共容罐Ⅰ15里充满水后，调整三通阀I10、三通阀II12、三通阀III13和三通阀IV19的通路，如图4所示，利用高温压缩空气继续将水气共容罐I15内的水排到水泵水轮机5内，推动水泵水轮机5反转做功，并遵循先前步骤循环进行。

本实施例中通过控制四通阀26的打开和关闭，控制流入水气共容罐I15和水气共容罐II22内的空气的量，使得水气共容罐I15和水气共容罐II22内的水在被完全排出时，水气共容罐I15和水气共容罐II22内的空气压力接近于常压，避免压缩空气能量的浪费。

本例中利用压缩空气的压力自动将空气推动，在干热岩换热管36内流动，不需要额外的压缩机来驱动，节省了能源。同时利用空气换热，避免了过往采用水换热带来的腐蚀问题，提高了设备使用寿命。

本实施例中水泵水轮机5在吸热推水发电工作状态过程时，可以通过管路的变换，同时实现在水气共容罐I15和水气共容罐II22中的交替排水，节省水资源，系统可以连续不间断运行。

本实施例中气水共容罐Ⅰ15具有于输水管连通的容水腔室，容水腔室内置有与带阀门通气管Ⅰ17和导气管I24连通的薄膜气囊；气水共容罐Ⅱ22具有于输水管连通的容水腔室，容水腔室内置有与带阀门通气管Ⅱ23和导气管25II连通的薄膜气囊。如图6所示，薄膜气囊这样将水和空气进行分离，避免了水泵水轮机的空蚀问题。薄膜气囊采用石墨烯等材料制成，具有较高的导热系数，便于气液的高效换热。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述实施例序号仅仅用于描述，不代表实施例的优劣。上述实施例仅为本发明的较佳实施例，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何在本发明的精神和原则之内，所作的修改、替代、组合、简化、改进等，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于中深层干热岩的紧凑型地热能压缩空气储能系统，其特征在于，包括：

气水共容罐Ⅰ，配有带阀门通气管Ⅰ，用于容纳空气和水；

气水共容罐Ⅱ，配有带阀门通气管Ⅱ，用于容纳空气和水，该气水共容罐Ⅱ和气水共容罐Ⅰ所容纳水的总体积小于共容罐Ⅰ、Ⅱ的总容积；

水泵水轮机，通过输水管与所述气水共容罐Ⅰ、Ⅱ连通，用于在由外部多余电量驱动的水泵工况下将其中一共容罐内的水抽取至另一共容罐内，以压缩该另一共容罐内的空气；用于在水轮机工况下利用从其中一共容罐流向另一共容罐的水进行发电；

储气装置，其进气口经导气管连通所述气水共容罐Ⅰ、Ⅱ，用于存储气水共容罐Ⅰ、Ⅱ内产生的压缩空气；其出气口连通气水共容罐Ⅰ、Ⅱ，用于利用储气装置内存储的压缩空气挤压共容罐内的水，使其中一共容罐内的水流向另一共容罐；

干热岩换热管，设置于所述储气装置出气口和所述气水共容罐Ⅰ、Ⅱ之间，用于使从储气装置流向共容罐的压缩空气和中深层干热岩进行换热；

所述气水共容罐Ⅰ、Ⅱ共同连接四通阀，并经四通阀连通所述储气装置的进气口和所述干热岩换热管的出气口；所述储气装置具有储气罐Ⅰ、Ⅱ和三通阀Ⅴ、Ⅵ，其中三通阀Ⅴ的第一端为该储气装置的进气口，三通阀Ⅴ的第二端为该储气装置的出气口，该三通阀Ⅴ的第三端经三通阀Ⅵ分别连通所述储气罐Ⅰ和储气罐Ⅱ；所述气水共容罐Ⅰ具有于输水管连通的容水腔室，容水腔室内置有与所述带阀门通气管Ⅰ和导气管连通的薄膜气囊；

所述气水共容罐Ⅱ具有于输水管连通的容水腔室，容水腔室内置有与所述带阀门通气管Ⅱ和导气管连通的薄膜气囊。

2.根据权利要求1所述的基于中深层干热岩的紧凑型地热能压缩空气储能系统，其特征在于：所述水泵水轮机水泵工况的进水口和出水口分别接有三通阀Ⅰ和三通阀Ⅲ；所述气水共容罐Ⅰ经三通阀Ⅱ分别连通所述三通阀Ⅰ和三通阀Ⅲ；所述气水共容罐Ⅱ经三通阀Ⅳ分别连通三通阀Ⅰ和三通阀Ⅲ。

3.根据权利要求1所述的基于中深层干热岩的紧凑型地热能压缩空气储能系统，其特征在于：所述干热岩换热管沿压缩空气流动方向分为从地面延伸至地下中深层干热岩的进气段、位于中深层干热岩的换热段和从中深层干热岩延伸至地面的出气段，其中进气段和出气段上包裹保温防护套管，换热段包裹高导热套管。

4.根据权利要求3所述的基于中深层干热岩的紧凑型地热能压缩空气储能系统，其特征在于：所述保温防护套管采用二氧化硅气凝胶或玻璃棉制成。

5.根据权利要求4所述的基于中深层干热岩的紧凑型地热能压缩空气储能系统，其特征在于：所述高导热套管采用高导热石墨块制成。

6.根据权利要求5所述的基于中深层干热岩的紧凑型地热能压缩空气储能系统，其特征在于：所述薄膜气囊采用石墨烯制成。

7.一种权利要求1～6任意一项所述基于中深层干热岩的紧凑型地热能压缩空气储能系统的工作方法，其特征在于：

A、抽水储气工作状态过程：

A1、关闭带阀门通气管Ⅰ，打开带阀门通气管Ⅱ，水泵水轮机由外部多余电量驱动运行在水泵工况，将水气共容罐II内的水泵送至水气共容罐I，水在水气共容罐I中压缩空气；

A2、水气共容罐I内被压缩的空气通过导气管送入储气装置，由储气装置进行存储；

A3、当水气共容罐I里充满水后，打开带阀门通气管Ⅰ，关闭带阀门通气管Ⅱ，水泵水轮机由外部多余电量驱动运行在水泵工况，将水气共容罐I内的水泵送至水气共容罐Ⅱ，水在水气共容罐Ⅱ中压缩空气；

A4、水气共容罐Ⅱ内被压缩的空气通过导气管送入储气装置，由储气装置进行存储；

A5、当水气共容罐Ⅱ里充满水后，返回步骤A1；

B、吸热推水发电工作状态过程：

B1、关闭带阀门通气管Ⅰ，打开带阀门通气管Ⅱ，储气装置内存储的压缩空气在压差作用下经干热岩换热管流入水气共容罐I，推动水气共容罐I内的水经过水泵水轮机往水气共容罐Ⅱ流动，带动水泵水轮机发电；

B2、当水气共容罐Ⅱ里充满水后，打开带阀门通气管Ⅰ，关闭带阀门通气管Ⅱ，储气装置内存储的压缩空气在压差作用下经干热岩换热管流入水气共容罐Ⅱ，推动水气共容罐Ⅱ内的水经过水泵水轮机往水气共容罐Ⅰ流动，带动水泵水轮机发电；

B3、当水气共容罐Ⅰ里充满水后，返回步骤B1。