CN220015290U - 一种基于液化空气的核电厂储能系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于液化空气的核电厂储能系统，包括核能发电单元、空气液化单元、液化空气发电单元；所述核能发电单元包括依次闭环管道连接的蒸汽发生器、第一汽轮机、凝汽器，第一汽轮机上通过传动轴连接有第一发电机，蒸汽发生器处设有提供热量的反应堆；空气液化单元包括通过液化管道依次连通的多级压缩机、蓄冷回热器、第一膨胀机、液态空气罐；多级压缩机上设有空气入口；液化空气发电单元包括通过汽化管道依次连通的液态空气罐、低温泵、蓄冷回热器、一级冷却器、二级冷却器、膨胀发电机组。本实用新型中设计了一套基于液化空气的储能系统，实现核电机组调峰调频运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及液化空气储能领域，尤其涉及一种基于液化空气的核电厂储能系统。
背景技术
核电机组的功率大，单机组容量高，为用电区域的基本负荷需求提供有力保障。随着核电机组数量和装机容量的增加，以及用电区域峰谷负荷的差距增大，核电厂参与调峰调频也逐渐被提上日程。受制于核电运行的安全性和功率控制的响应性，目前参与调峰调频的核电机组数量很少。为了消纳用电低估时期发电机组多余的出力，一些电厂配套了储能设施，在用电低谷时存储能量，在用电高峰时把储存的能量释放出来，从而得到削峰填谷的目的。
现有的储能方式包括抽水蓄能和电化学储能，核电站主要建设在沿海地区，不能满足抽水蓄能的地形要求，电化学性能以锂电池为主，长期使用后其充电能力会大幅衰减，且存在安全隐患，不适用于核电站。
如专利号为CN 217681873 U的专利中公开了一种液化空气储能和火力发电的耦合系统，其通过液化空气系统进行储能，但还未能对汽轮机的蒸汽热能充分利用。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于液化空气的核电厂储能系统。
本实用新型的创新点在于设计了一套基于液化空气的储能系统，实现核电机组调峰调频运行。
为实现上述实用新型目的，本实用新型的技术方案是：
一种基于液化空气的核电厂储能系统，包括核能发电单元、空气液化单元、液化空气发电单元；其特征在于，所述核能发电单元包括依次闭环管道连接的蒸汽发生器、第一汽轮机、凝汽器，第一汽轮机上通过传动轴连接有第一发电机，蒸汽发生器处设有提供热量的反应堆；
空气液化单元包括通过液化管道依次连通的多级压缩机、蓄冷回热器、第一膨胀机、液态空气罐；所述多级压缩机同轴连接有第二汽轮机，第一汽轮机的中压缸上设有将第二汽轮机和闭环管道连通的支管；多级压缩机上设有空气入口；
液化空气发电单元包括通过汽化管道依次连通的液态空气罐、低温泵、蓄冷回热器、一级冷却器、二级冷却器、膨胀发电机组；膨胀发电机组上设有空气出口；
支管上设有一号换热器，一号换热器和一级冷却器之间通过一号循环管道连通，一号循环管道上设有储热器和储冷器；二级冷却器和冷凝器通过二号循环管道连通，一号循环管道和二号循环管道内通入有换热介质；一号循环管道内的换热介质依次通过一级冷却器、储冷器、一号换热器、储热器。
在用电低谷时，多级压缩机作为负载，将多余的电力液化后存储，在用电高峰时利用液化空气膨胀发电，实现了用电负荷的削峰填谷，核电厂调峰调频的灵活运行，提高了系统的整体效率，同时对冷能合理利用，吸收发电时产生的乏热，减少核电的热污染。
作为优选，液态空气罐上设有空气回流口，空气回流口与多级压缩机的空气入口通过回流管连通，回流管穿过蓄冷回热器。利用空气冷量给蓄冷回热器提供冷量。
作为优选，多级压缩机的空气入口处设有过滤器。提高空气洁净程度。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型中设计了一套基于液化空气的储能系统，实现核电机组调峰调频运行。
2、本实用新型中加入回流管利用空气冷量给蓄冷回热器提供冷量
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
实施方式
下面将结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1：如图1所示，一种基于液化空气的核电厂储能系统，包括核能发电单元1、空气液化单元2、液化空气发电单元3；核能发电单元1包括依次闭环管道4连接的蒸汽发生器5、第一汽轮机6、凝汽器7，第一汽轮机6上通过传动轴连接有第一发电机8，蒸汽发生器5处设有提供热量的反应堆9；空气液化单元2包括通过液化管道10依次连通的多级压缩机11、蓄冷回热器12、第一膨胀机14、液态空气罐15；多级压缩机11同轴连接有第二汽轮机16，第一汽轮机16的中压缸上设有将第二汽轮机16和闭环管道4连通的支管17；多级压缩机11上设有空气入口11.1，多级压缩机的空气入口11.1处设有过滤器18；液化空气发电单元3包括通过汽化管道19依次连通的液态空气罐15、低温泵20、蓄冷回热器12、一级冷却器21、二级冷却器22、膨胀发电机组23；膨胀发电机组23上设有空气出口23.1；支管17上设有一号换热器13，一号换热器13和一级冷却器21之间通过一号循环管道24连通，一号循环管道24上设有储热器25和储冷器26；二级冷却器22和冷凝器7通过二号循环管道连通27，一号循环管道24和二号循环管道27内通入有换热介质；一号循环管道24内的换热介质依次通过一级冷却器21、储冷器26、一号换热器13、储热器25；液态空气罐15上设有空气回流口15.1，空气回流口15.1与多级压缩机的空气入口11.1通过回流管28连通，回流管28穿过蓄冷回热器12。
核能发电单元1工作时，反应堆9内通过核反应产生热量，热量传导给蒸汽发生器5，蒸汽发生器5产生蒸汽，蒸汽进入第一汽轮机6，推动第一汽轮机6转动，带动发电机5发电；从汽轮机3排出的蒸汽经过凝汽器7凝结后，返回至蒸汽发生器5重新吸热，如此循环；当用电低谷时，空气液化单元2工作，从第一汽轮机6引出蒸汽进入第二汽轮机16，推动第二汽轮机16转动，第二汽轮机16排出的乏气经过一号换热器13换热后返回闭环管道4内，其热量被存贮在储热器25内，第二汽轮机16带动多级压缩机11转动，过滤器18对空气中的杂质过滤，被多级压缩机11压缩的空气进入蓄冷回热器12，冷却后进入第一膨胀机14内膨胀降温，空气部分液化进入液态空气罐15内，气相的空气再次蓄冷回热器12内换热后回流至多级压缩机11的空气入口11.1处； 当用电高峰时，液化空气发电单元3工作，低温泵20将液态空气罐15内的液态空气输送至蓄冷回热器12加热，然后输送至一级冷却器21，在一级冷却器21内将储热器25的热量加热空气，同时将冷量存贮至储冷器26内，然后进入二级冷却器22，二号循环管道27将二级冷却器22的冷量带给冷凝器，同时蒸汽的热量用于加热空气，空气进入膨胀发电机组23发电后排入大气。
所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
Claims (3)
1.一种基于液化空气的核电厂储能系统，包括核能发电单元、空气液化单元、液化空气发电单元；其特征在于，所述核能发电单元包括依次闭环管道连接的蒸汽发生器、第一汽轮机、凝汽器，第一汽轮机上通过传动轴连接有第一发电机，蒸汽发生器处设有提供热量的反应堆；
空气液化单元包括通过液化管道依次连通的多级压缩机、蓄冷回热器、第一膨胀机、液态空气罐；所述多级压缩机同轴连接有第二汽轮机，第一汽轮机的中压缸上设有将第二汽轮机和闭环管道连通的支管；多级压缩机上设有空气入口；
液化空气发电单元包括通过汽化管道依次连通的液态空气罐、低温泵、蓄冷回热器、一级冷却器、二级冷却器、膨胀发电机组；膨胀发电机组上设有空气出口；
支管上设有一号换热器，一号换热器和一级冷却器之间通过一号循环管道连通，一号循环管道上设有储热器和储冷器；二级冷却器和冷凝器通过二号循环管道连通，一号循环管道和二号循环管道内通入有换热介质；一号循环管道内的换热介质依次通过一级冷却器、储冷器、一号换热器、储热器。
2.根据权利要求1所述的基于液化空气的核电厂储能系统，其特征在于，液态空气罐上设有空气回流口，空气回流口与多级压缩机的空气入口通过回流管连通，回流管穿过蓄冷回热器。
3.根据权利要求1所述的基于液化空气的核电厂储能系统，其特征在于，多级压缩机的空气入口处设有过滤器。
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| CN202321404763.3U Active CN220015290U (zh) | 2023-06-05 | 2023-06-05 | 一种基于液化空气的核电厂储能系统 |
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