一种与光热耦合的压缩空气储能岛紧凑型布置结构的制作方法

本发明涉及发电，尤其涉及一种与光热耦合的压缩空气储能岛紧凑型布置结构。

背景技术：

1、随着可再生能源的大规模并网发电以及用电端的实时变化，对电网发电侧的调峰要求越来越高，建设大规模储能装置，是平抑可再生能源发电波动性、提高电力系统运行可靠性的有效手段。其中发展较为成熟的储能技术包括利用压缩空气进行蓄能的方案，压缩空气储能系统具有容量大、周期长、寿命长、安全环保、运行维护费用低等特点，近年来已成为主流的新型储能技术之一。

2、其中，压缩空气储能和太阳能光热发电具有多能互补优势，因此，与光热发电技术耦合的压缩空气储能技术具有很大的发展潜力。但是现有的压缩空气储能电站常常将压缩机组和透平机组分开布置在两个主机厂房内，并分别配置一套润滑油系统，导致布置结构不紧凑，占地面积大，工艺管道较长，工程造价高。另外，配电控制室距离两个主机厂房和变压器的距离较远，配电控制电缆较长。进一步地，现有压缩空气储能电站的工艺布置常常为独立工艺，与光热项目耦合建站的压缩空气储能工艺布置结构很少，没有考虑与光热发电系统工艺耦合布置，缺少预留的布置接口，导致管路连接不顺畅。

3、为此，亟需一种与光热耦合的压缩空气储能岛紧凑型布置结构，来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种与光热耦合的压缩空气储能岛紧凑型布置结构，其布置结构合理且紧凑，占地面积小，工艺管道短，有利于节省工程造价，并且预留了与光热发电系统进行耦合的接口，有利于实现热能的高效利用，系统具备可拓展性。

2、为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供一种与光热耦合的压缩空气储能岛紧凑型布置结构，压缩空气储能系统包括压缩机组、透平机组、润滑油模块、水冷机组和高压储气装置，压缩机组、高压储气装置与透平机组依次连接。

4、压缩机组、润滑油模块和透平机组均布置于主厂房内，且沿主厂房的长度方向依次横向布置，压缩机组和透平机组共用同一润滑油模块。通过将压缩机润滑油模块和透平机合并布置于同一厂房，实现紧凑型工艺布置，占地面积小，并且压缩机组和透平机组可以共用一套润滑油模块和检修起吊设备，减少了零部件的数量，有利于节省工程造价。同时将压缩机组、透平机组、润滑油模块等产生高噪音的旋转设备封闭在主厂房内，降低了厂区生产噪声，减少对居民区的影响。

5、水冷机组邻近布置于主厂房的第一侧，水冷机组与压缩机组连接；高压储气装置邻近布置于主厂房的第二侧，第二侧与第一侧相邻，高压储气装置与压缩机组、透平机组连接。由于水冷机组和高压储气装置均邻近主厂房设置，因此，水冷机组与压缩机组之间，以及高压储气装置与压缩机组、透平机组之间的连接管路更加短捷、整齐。另外，由于高压储气装置设置在主厂房外，并且高压储气装置与主厂房之间可以通过墙体等隔开，减少了高压储气装置对其他工艺设备的影响，通过分区布置隔离管理，降低了安全风险。

6、进一步地，光热发电系统包括光热吸热器和熔盐加热器组，熔盐加热器组与光热吸热器、透平机组、高压储气装置连接。通过高压储气装置可以为透平机组提供压缩空气。光热吸热器能够吸收太阳的辐射热并通过熔盐加热器组传递给高压储气装置输送出的压缩空气，以便对压缩空气进行加热，提高透平机组的做功效率，无需设置储热罐等额外的加热、储热结构，减小了占地面积。可选地，熔盐加热器组位于主厂房的第二侧，并设置于主厂房与高压储气装置之间，通过采用如上布置方式，可以方便熔盐加热器组、透平机组和高压储气装置之间的管路连接，工艺管道布置结构较短，减少管路损失。

7、进一步地，光热发电系统包括凝结水箱和除氧器，水冷机组与凝结水箱和除氧器连接，水冷机组吸收压缩机组产生的压缩热用于加热凝结水箱流出的凝结水，凝结水升温后进入除氧器。一方面，利用凝结水箱内的凝结水对压缩机组进行级间冷却，同时凝结水实现了升温，提高了压缩空气储能系统和光热发电系统的共享应用，降低了工艺系统投资，并且避免了热能的浪费，有利于节能增效。

8、可选地，压缩机组包括低压压缩机和高压压缩机，低压压缩机、高压压缩机分别设置于润滑油模块的两侧，且沿主厂房的长度方向横向布置。通过采用如上布置，可以将常压空气进行多级压缩，以便提高进入高压储气装置的压缩空气的压力。另外，低压压缩机和高压压缩机可以共用同一润滑油模块，有利于减少零部件的设置，节省了占用空间，布置结构紧凑。

9、可选地，压缩空气储能系统包括气液分离器，气液分离器的两端分别连接低压压缩机的出气口和高压压缩机的进气口，气液分离器设置在主厂房外，并位于主厂房的第一侧与水冷机组之间。

10、可选地，压缩空气储能系统包括吸气过滤装置，吸气过滤装置与低压压缩机的进气口连接，吸气过滤装置设置在主厂房外，并位于主厂房的第一侧。通过吸气过滤装置可以对空气进行过滤，避免灰尘或较大的颗粒被吸入压缩机组。

11、可选地，高压储气装置与透平机组之间通过供气管路连通，高压储气装置经由供气管路向透平机组内输送压缩空气，在透平机组内压缩空气膨胀做功产生电能。

12、压缩空气储能系统包括回热预热器和电加热器，回热预热器的一侧与透平机组的排气管路连通，回热预热器的另一侧与供气管路连通，电加热器设置在供气管路上。通过回热预热器、电加热器和熔盐加热器组可以对高压储气装置释放的压缩空气进行逐级加热，以便提高进入透平机组内的压缩空气的温度，进而提高透平机组的做功效率。进一步地，回热预热器与透平机组的排气管路连通，通过将透平机组做功时产生的热能回收，并利用该回收的热量来预热压缩空气，减少了热能的损耗和浪费。

13、进一步地，回热预热器、电加热器、熔盐加热器组均设置于主厂房外，并沿主厂房的第二侧竖向布置，电加热器、回热预热器、熔盐加热器组设置在主厂房与高压储气装置之间，通过采用上述布置方式，结构较为紧凑，并且回热预热器、电加热器、熔盐加热器组与高压储气装置相邻，便于布置与高压储气装置进行连接的管路，管道流畅简短，降低了管路损失。

14、可选地，熔盐加热器组设有两个，透平机组包括高压缸和低压缸，两个熔盐加热器组分别对进入高压缸和低压缸的压缩空气进行加热。通过设置两个熔盐加热器组来对高压缸和低压缸分别加热，有利于提高对压缩空气的加热效果，使得透平机组保持较高的做功效率。

15、进一步地，压缩空气储能系统还包括高压配电模块、低压配电模块、变频模块和接线模块，主厂房的第三侧相邻布置有高压配电室、低压配电室、变频器室和出线间，主厂房的第三侧为第一侧的相对侧，高压配电模块、低压配电模块、变频模块和接线模块分别单独设置在高压配电室、低压配电室、变频器室和出线间内，由此各个电气模块分别设置在独立的隔间内，分区隔离管理，安全风险低。并且由于高压配电室、低压配电室、变频器室和出线间与主厂房邻近设置，因此设备连接电缆较短，工程造价低。

16、可选地，高压配电室、低压配电室、变频器室和出线间背离主厂房的一侧设有升压站区，升压站区内布置有变压器和事故油池。变压器用于将透平机组产生的电能转变为用户用电。事故发生时溢漏油品能顺利地从变压器流入事故油池内，防止泄露油液发生着火、爆炸的危险，从而保护设备及工作人员人身安全的作用，提高了厂区的安全性。

17、本发明的有益效果为：

18、1、本发明的与光热耦合的压缩空气储能岛紧凑型布置结构考虑了压缩空气储能系统与光热发电系统的工艺接口连接，便于与光热发电系统耦合布置，实现热能的高效利用，系统具备可拓展性。

19、2、通过将压缩机组、润滑油模块和透平机组合并布置于主厂房内，实现紧凑型工艺布置，占地面积小，并且压缩机和透平可以共用一套润滑油模块及供回油装置，减少零部件的数量，节省成本。另外，压缩机组、润滑油模块和透平机组封闭在主厂房内，有利于隔离噪音，减少对居民区的影响。

20、3、压力很高的高压储气装置分区布置于主厂房外，减小对其他工艺设备的影响，并且将其分区布置隔离管理，降低了安全风险。