分段冷却的空气储能电站的制作方法

本技术涉及储能，尤其涉及一种分段冷却的空气储能电站。

背景技术：

1、液态空气储能是一种清洁、低碳、安全和长寿命的大规模长时储能技术，可实现在用电低谷时段将电能通过压缩机压缩成高压空气，经水换热后进入冷箱冷却降温转换成液态空气，水冷却高压高温空气时，水被加热成高温热水存储在储罐内。在用电高峰时段，利用液态空气通过低温离心泵加压送入冷箱，冷箱内的液态空气复温成高压气态空气，经压缩阶段存储的高温热水加热后进入膨胀机膨胀发电。高温热水加热空气后降温，降温后的热水再经风冷换热器换热后变为常温水，常温水存储用于高温压缩空气冷却。

2、空气储能电站中，压缩机压缩空气后高温排气，需对高温空气冷却至常温，常温空气再进入下一级压缩机进行升压或进入冷箱液化。压缩空气在进入冷箱之前，需对进入冷箱的空气去除水分、二氧化碳以及其他碳氢化合物，防止其在冷箱低温环境下凝固而堵塞冷箱的换热通道。吸附器内的吸附填料作为吸附空气水分、二氧化碳以及其他碳氢化合物的有效设备，在空分装置中有着广泛的应用。吸附器在吸附到一定阶段后，需要进行脱附再生。在常规空分装置中，采用干燥高温气体进行脱附再生，吸附填料脱附可利用氮气经电加热至170℃左右通入吸附器内，对吸附填料进行脱附。

3、在夏季高温高湿环境下，储能系统中换热器通入的冷却水温相比其他季节较高，进分子筛空气温度和湿度均更高，会增加吸附器的吸湿负荷，吸附填料的用料较多，且吸附填料的脱附耗电量较大。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种分段冷却的空气储能电站，用以解决现有技术中环境温度升高带来吸附器的分子筛的负荷的缺陷，通过在吸附器的进口端设置有第一级换热器和第二级换热器，通过两级冷却空气，降低空气温度，促进空气中的水分析出，减少吸附器中吸附填料的用量。

2、本实用新型提供一种分段冷却的空气储能电站，包括：

3、储能子系统，所述储能子系统包括吸附器、若干压缩机和若干第一换热器，沿空气流动路径上，所述压缩机与所述第一换热器交替设置且所述压缩机连通所述第一换热器的放热通路，位于所述吸附器进口端的所述第一换热器包括放热通路顺次相连通的第一级换热器和第二级换热器，所述第一级换热器的放热通路的进口端设置并连通压缩机，所述第二级换热器的放热通路的出口端设置并连通所述吸附器；

4、冷箱，所述冷箱连通最后一级第一换热器的放热通路；

5、储热子系统，所述储热子系统包括第一储热器和第二储热器，所述第一储热器连通所述第一换热器的吸热通路的进口端，所述第二储热器连通所述第一换热器的吸热通路的出口端。

6、根据本实用新型提供一种分段冷却的空气储能电站，还包括释能子系统，所述释能子系统连通所述冷箱，所述释能子系统包括依次交替设置的若干第二换热器和若干膨胀机，所述第二换热器的吸热通路的出口端连接所述膨胀机的进口端，所述第一储热器、所述第一换热器的吸热通路、所述第二储热器和所述第二换热器的放热通路连通形成循环回路。

7、根据本实用新型提供一种分段冷却的空气储能电站，所述第一储热器包括第一冷却器和第一储罐，所述第一储罐设置在并连通所述第一冷却器的出口端，以使所述第一冷却器的流体通入所述第一储罐，所述第一储罐连通所述第二级换热器的吸热通路，以使所述第一储罐内的流体通入所述第二级换热器的吸热通路。

8、根据本实用新型提供一种分段冷却的空气储能电站，所述第一冷却器的进口端连通所述第二换热器的放热通路，以使所述第二换热器的放热通路的流体通入所述第一冷却器。

9、根据本实用新型提供一种分段冷却的空气储能电站，所述第一储热器包括第二储罐，所述第二储罐的进口端与所述第二换热器的放热通路连通，以使所述第二换热器的放热通路的流体流入所述第二储罐，所述第二储罐的出口端连通所述第一级换热器的吸热通路，以使所述第二储罐内的流体通入所述第一级换热器的吸热通路。

10、根据本实用新型提供一种分段冷却的空气储能电站，所述第一储热器包括第三储罐和连接于所述第三储罐的出口端的第二冷却器，所述第三储罐的流体可通入所述第二冷却器，所述第三储罐的出口端连通所述第一级换热器的吸热通路，以使所述第三储罐内的流体可通入所述第一级换热器的吸热通路，所述第二冷却器连接于所述第三储罐与所述第二级换热器的吸热通路之间，以使所述第二冷却器的流体可通入所述第二级换热器的吸热通路。

11、根据本实用新型提供一种分段冷却的空气储能电站，所述第三储罐连通所述第二换热器的放热通路，以使所述第二换热器的放热通路的流体可通入所述第三储罐。

12、根据本实用新型提供一种分段冷却的空气储能电站，所述第二级换热器的吸热通路的进口端连通所述第一储热器，所述第二级换热器的吸热通路的出口端连通所述第一级换热器的吸热通路的进口端，所述第一级换热器的吸热通路的出口端连通所述第二储热器。

13、根据本实用新型提供一种分段冷却的空气储能电站，所述第二级换热器的端差小于等于3℃。

14、根据本实用新型提供一种分段冷却的空气储能电站，所述第二级换热器为板翅式换热器。

15、根据本实用新型提供一种分段冷却的空气储能电站，所述压缩机包括顺次设置的低压压缩机、中压压缩机和高压压缩机，所述吸附器位于所述高压压缩机的进口端。

16、本实用新型提供的分段冷却的空气储能电站，吸附器的进口端的第一换热器包括第一级换热器和第二级换热器，压缩机的出口端、第一级换热器的放热通路、第二级放热器的换热通路以及吸附器的进口端连通，以使压缩机的排气经过第一级换热器和第二换热器两级冷却器降温后，再进入吸附器进行吸附，两级冷却降温可减少空气中携带的水分，进而减小吸附器中吸附填料的用量，还能减少吸附填料脱附所需消耗的能量，提升能量利用率。

技术特征：

1.一种分段冷却的空气储能电站，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的分段冷却的空气储能电站，其特征在于，还包括释能子系统，所述释能子系统连通所述冷箱，所述释能子系统包括依次交替设置的若干第二换热器和若干膨胀机，所述第二换热器的吸热通路的出口端连接所述膨胀机的进口端，所述第一储热器、所述第一换热器的吸热通路、所述第二储热器和所述第二换热器的放热通路连通形成循环回路。

3.根据权利要求2所述的分段冷却的空气储能电站，其特征在于，所述第一储热器包括第一冷却器和第一储罐，所述第一储罐设置在并连通所述第一冷却器的出口端，以使所述第一冷却器的流体通入所述第一储罐，所述第一储罐连通所述第二级换热器的吸热通路，以使所述第一储罐内的流体通入所述第二级换热器的吸热通路。

4.根据权利要求3所述的分段冷却的空气储能电站，其特征在于，所述第一冷却器的进口端连通所述第二换热器的放热通路，以使所述第二换热器的放热通路的流体通入所述第一冷却器。

5.根据权利要求4所述的分段冷却的空气储能电站，其特征在于，所述第一储热器包括第二储罐，所述第二储罐的进口端与所述第二换热器的放热通路连通，以使所述第二换热器的放热通路的流体流入所述第二储罐，所述第二储罐的出口端连通所述第一级换热器的吸热通路，以使所述第二储罐内的流体通入所述第一级换热器的吸热通路。

6.根据权利要求2所述的分段冷却的空气储能电站，其特征在于，所述第一储热器包括第三储罐和连接于所述第三储罐的出口端的第二冷却器，所述第三储罐的流体可通入所述第二冷却器，所述第三储罐的出口端连通所述第一级换热器的吸热通路，以使所述第三储罐内的流体可通入所述第一级换热器的吸热通路，所述第二冷却器连接于所述第三储罐与所述第二级换热器的吸热通路之间，以使所述第二冷却器的流体可通入所述第二级换热器的吸热通路。

7.根据权利要求6所述的分段冷却的空气储能电站，其特征在于，所述第三储罐连通所述第二换热器的放热通路，以使所述第二换热器的放热通路的流体可通入所述第三储罐。

8.根据权利要求1所述的分段冷却的空气储能电站，其特征在于，所述第二级换热器的吸热通路的进口端连通所述第一储热器，所述第二级换热器的吸热通路的出口端连通所述第一级换热器的吸热通路的进口端，所述第一级换热器的吸热通路的出口端连通所述第二储热器。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的分段冷却的空气储能电站，其特征在于，所述第二级换热器的端差小于等于3℃，和/或，所述第二级换热器为板翅式换热器。

10.根据权利要求1至8中任意一项所述的分段冷却的空气储能电站，其特征在于，所述压缩机包括顺次设置的低压压缩机、中压压缩机和高压压缩机，所述吸附器位于所述高压压缩机的进口端。

技术总结本技术涉及储能领域，提供一种分段冷却的空气储能电站，包括：储能子系统、冷箱和储热子系统，储能子系统包括吸附器、若干压缩机和若干第一换热器，压缩机与第一换热器交替设置且压缩机连通第一换热器的放热通路，位于吸附器进口端的第一换热器包括放热通路顺次连通的第一级换热器和第二级换热器，第一级换热器的放热通路的进口端设置压缩机，第二级换热器的放热通路的出口端设置吸附器；储热子系统包括第一储热器和第二储热器，第一储热器连通第一换热器的吸热通路的进口端，第二储热器连通第一换热器的吸热通路的出口端。本技术提供的分段冷却的空气储能电站，通过两级冷却空气，减低空气温度促进水分析出，减少吸附器中吸附填料用量。技术研发人员：季伟,焦亮亮,吕成渊,王俊杰受保护的技术使用者：中绿中科储能技术有限公司技术研发日：20231117技术公布日：2024/6/30