液化空气储能系统的制作方法

本申请涉及储能，具体地涉及一种液化空气储能系统。

背景技术：

1、由于风能、太阳能等可再生能源发电是依赖于自然资源条件，因而具有间歇发电、发电功率波动大等特点。为了缓解再生能源发电并网、消纳对电力系统产生的冲击，保障电力系统的安全运行，通常需要配套建设能够实现长时储能和大规模调峰的储能系统。

2、在诸多储能技术中，压缩空气储能由于具有绿色、安全、长寿命等优点，在储能调峰领域具有广阔的应用前景。压缩空气储能的原理为：将空气压缩至高压状态并储存，需要释能时利用高压空气经过透平机进行发电。然而，压缩空气储能的储能密度较低，并且储存压缩空气时依赖于特殊地理条件，如地下盐穴、人工硐室等，或者依赖于大量高压容器和管道，导致施工成本、设备成本较高，经济性较差。

技术实现思路

1、本申请的目的是为了克服现有技术中储能系统的储能密度低以及经济性差的问题，提供一种液化空气储能系统。

2、在本申请实施例中，所述液化空气储能系统包括空气压缩单元、空气液化储存单元、液态空气气化单元和蓄冷单元；所述空气压缩单元用于对引入的空气进行压缩；所述空气液化储存单元包括一级换热器、二级换热器和液态空气储罐；所述液态空气气化单元包括一级气化器、二级气化器和第一空气透平机；所述蓄冷单元包括用于存储第一工质的第一储罐和第二储罐，以及包括用于存储第二工质的第三储罐和第四储罐，所述第一储罐中第一工质的温度高于第二储罐中第一工质的温度，所述第三储罐中第二工质的温度高于所述第四储罐中第二工质的温度；所述空气压缩单元的压缩空气出口与所述一级换热器的第一入口连通，所述第二储罐的出口与所述一级换热器的第二入口连通，所述一级换热器的第一出口与所述二级换热器的第一入口连通，所述一级换热器的第二出口与所述第一储罐的入口连通；所述第四储罐的出口与所述二级换热器的第二入口连通，所述二级换热器的第一出口与所述液态空气储罐的入口连通，所述二级换热器的第二出口与所述第三储罐的入口连通；所述液态空气储罐的液体出口与所述一级气化器的第一入口连通，所述第三储罐的出口与所述一级气化器的第二入口连通，所述一级气化器的第一出口与所述二级气化器的第一入口连通，所述一级气化器的第二出口与所述第四储罐的入口连通；所述第一储罐的出口与所述二级气化器的第二入口连通，所述二级气化器的第一出口与所述第一空气透平机的入口连通，所述二级气化器的第二出口与所述第二储罐的入口连通。

3、在本申请实施例中，所述空气压缩单元包括空气过滤器、第一空气压缩机、第一级间换热器、空气纯化装置、第二空气压缩机和第二级间换热器；所述空气过滤器的入口用于引入空气，所述空气过滤器的出口与所述第一空气压缩机的入口连通，所述第一空气压缩机的出口与所述第一级间换热器的第一入口连通，所述第一级间换热器的第一出口与所述空气纯化装置的第一入口连通，所述空气纯化装置的出口与所述第二空气压缩机的入口连通，所述第二空气压缩机的出口与所述第二级间换热器的第一入口连通，所述第二级间换热器的第一出口与所述一级换热器的第一入口连通。

4、在本申请实施例中，所述第一工质为甲醇，所述第二工质为丙烷。

5、在本申请实施例中，所述空气液化储存单元还包括第一液体透平机和第一节流阀；所述二级换热器的第一出口与所述第一液体透平机的入口连通，所述第一液体透平机的出口与所述第一节流阀的入口连通，所述第一节流阀的出口与所述液态空气储罐的入口连通。

6、在本申请实施例中，所述液态空气储罐的气体出口与所述二级换热器的第三入口连通，所述二级换热器的第三出口与所述一级换热器的第三入口连通。

7、在本申请实施例中，所述一级换热器的第三出口与所述空气纯化装置的第二入口连通。

8、在本申请实施例中，所述液态空气气化单元还包括液空泵、第三级间换热器、第四级间换热器和第二空气透平机；所述液态空气储罐的液体出口与所述液空泵的入口连通，所述液空泵的出口与所述一级气化器的第一入口连通，所述二级气化器的第一出口与所述第三级间换热器的第一入口连通，所述第三级间换热器的第一出口与所述第一空气透平机的入口连通，所述第一空气透平机的出口与所述第四级间换热器的第一入口连通，所述第四级间换热器的第一出口与所述第二空气透平机的入口连通。

9、在本申请实施例中，所述液态空气气化单元还包括第五级间换热器，所述第二空气透平机的第一出口与第五级间换热器的入口连通，所述第五级间换热器的第一出口与所述空气纯化装置的第二入口连通。

10、在本申请实施例中，所述空气液化储存单元还包括第二节流阀；所述二级换热器的第一出口分别与所述第一液体透平机的入口以及所述第二节流阀的入口连通，所述第一液体透平机的出口以及所述第二节流阀的出口均与所述第一节流阀的入口连通。

11、在本申请实施例中，所述空气液化储存单元还包括气体透平机；所述一级换热器的第四出口与所述气体透平机的入口连通，所述第二透平机的出口与所述二级换热器的第三入口连通。

12、通过上述液化空气储能系统，所述液化空气储能系统包括空气压缩单元、空气液化储存单元、液态空气气化单元和蓄冷单元；所述空气压缩单元用于对引入的空气进行压缩；所述空气液化储存单元包括一级换热器、二级换热器和液态空气储罐；所述液态空气气化单元包括一级气化器、二级气化器和第一空气透平机；所述蓄冷单元包括用于存储第一工质的第一储罐和第二储罐，以及包括用于存储第二工质的第三储罐和第四储罐，所述第一储罐中第一工质的温度高于第二储罐中第一工质的温度，所述第三储罐中第二工质的温度高于所述第四储罐中第二工质的温度；所述空气压缩单元的压缩空气出口与所述一级换热器的第一入口连通，所述第二储罐的出口与所述一级换热器的第二入口连通，所述一级换热器的第一出口与所述二级换热器的第一入口连通，所述一级换热器的第二出口与所述第一储罐的入口连通；所述第四储罐的出口与所述二级换热器的第二入口连通，所述二级换热器的第一出口与所述液态空气储罐的入口连通，所述二级换热器的第二出口与所述第三储罐的入口连通；所述液态空气储罐的液体出口与所述一级气化器的第一入口连通，所述第三储罐的出口与所述一级气化器的第二入口连通，所述一级气化器的第一出口与所述二级气化器的第一入口连通，所述一级气化器的第二出口与所述第四储罐的入口连通；所述第一储罐的出口与所述二级气化器的第二入口连通，所述二级气化器的第一出口与所述第一空气透平机的入口连通，所述二级气化器的第二出口与所述第二储罐的入口连通。由于本申请实施例提供的液化空气储能系统是将空气以液态空气的形式进行储存，因而能够解决压缩空气储能密度低的问题。并且，本申请实施例提供的液化空气储能系统是将空气以常压液态空气的形式进行储存，不用依赖特殊地理条件以及大量高压容器和管道，成本较低。

13、本申请实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种液化空气储能系统，其特征在于，所述液化空气储能系统包括空气压缩单元、空气液化储存单元、液态空气气化单元和蓄冷单元；所述空气压缩单元用于对引入的空气进行压缩；所述空气液化储存单元包括一级换热器、二级换热器和液态空气储罐；所述液态空气气化单元包括一级气化器、二级气化器和第一空气透平机；所述蓄冷单元包括用于存储第一工质的第一储罐和第二储罐，以及包括用于存储第二工质的第三储罐和第四储罐，所述第一储罐中第一工质的温度高于第二储罐中第一工质的温度，所述第三储罐中第二工质的温度高于所述第四储罐中第二工质的温度；所述空气压缩单元的压缩空气出口与所述一级换热器的第一入口连通，所述第二储罐的出口与所述一级换热器的第二入口连通，所述一级换热器的第一出口与所述二级换热器的第一入口连通，所述一级换热器的第二出口与所述第一储罐的入口连通；所述第四储罐的出口与所述二级换热器的第二入口连通，所述二级换热器的第一出口与所述液态空气储罐的入口连通，所述二级换热器的第二出口与所述第三储罐的入口连通；所述液态空气储罐的液体出口与所述一级气化器的第一入口连通，所述第三储罐的出口与所述一级气化器的第二入口连通，所述一级气化器的第一出口与所述二级气化器的第一入口连通，所述一级气化器的第二出口与所述第四储罐的入口连通；所述第一储罐的出口与所述二级气化器的第二入口连通，所述二级气化器的第一出口与所述第一空气透平机的入口连通，所述二级气化器的第二出口与所述第二储罐的入口连通。

2.根据权利要求1所述的液化空气储能系统，其特征在于，所述空气压缩单元包括空气过滤器、第一空气压缩机、第一级间换热器、空气纯化装置、第二空气压缩机和第二级间换热器；所述空气过滤器的入口用于引入空气，所述空气过滤器的出口与所述第一空气压缩机的入口连通，所述第一空气压缩机的出口与所述第一级间换热器的第一入口连通，所述第一级间换热器的第一出口与所述空气纯化装置的第一入口连通，所述空气纯化装置的出口与所述第二空气压缩机的入口连通，所述第二空气压缩机的出口与所述第二级间换热器的第一入口连通，所述第二级间换热器的第一出口与所述一级换热器的第一入口连通。

3.根据权利要求1所述的液化空气储能系统，其特征在于，所述第一工质为甲醇，所述第二工质为丙烷。

4.根据权利要求1所述的液化空气储能系统，其特征在于，所述空气液化储存单元还包括第一液体透平机和第一节流阀；所述二级换热器的第一出口与所述第一液体透平机的入口连通，所述第一液体透平机的出口与所述第一节流阀的入口连通，所述第一节流阀的出口与所述液态空气储罐的入口连通。

5.根据权利要求2所述的液化空气储能系统，其特征在于，所述液态空气储罐的气体出口与所述二级换热器的第三入口连通，所述二级换热器的第三出口与所述一级换热器的第三入口连通。

6.根据权利要求5所述的液化空气储能系统，其特征在于，所述一级换热器的第三出口与所述空气纯化装置的第二入口连通。

7.根据权利要求2所述的液化空气储能系统，其特征在于，所述液态空气气化单元还包括液空泵、第三级间换热器、第四级间换热器和第二空气透平机；所述液态空气储罐的液体出口与所述液空泵的入口连通，所述液空泵的出口与所述一级气化器的第一入口连通，所述二级气化器的第一出口与所述第三级间换热器的第一入口连通，所述第三级间换热器的第一出口与所述第一空气透平机的入口连通，所述第一空气透平机的出口与所述第四级间换热器的第一入口连通，所述第四级间换热器的第一出口与所述第二空气透平机的入口连通。

8.根据权利要求7所述的液化空气储能系统，其特征在于，所述液态空气气化单元还包括第五级间换热器，所述第二空气透平机的第一出口与第五级间换热器的入口连通，所述第五级间换热器的第一出口与所述空气纯化装置的第二入口连通。

9.根据权利要求4所述的液化空气储能系统，其特征在于，所述空气液化储存单元还包括第二节流阀；所述二级换热器的第一出口分别与所述第一液体透平机的入口以及所述第二节流阀的入口连通，所述第一液体透平机的出口以及所述第二节流阀的出口均与所述第一节流阀的入口连通。

10.根据权利要求6所述的液化空气储能系统，其特征在于，所述空气液化储存单元还包括气体透平机；所述一级换热器的第四出口与所述气体透平机的入口连通，所述第二透平机的出口与所述二级换热器的第三入口连通。

技术总结本发明涉及储能技术领域，公开了一种液化空气储能系统，包括气压缩单元、空气液化储存单元、液态空气气化单元和蓄冷单元。由于本方案提供的液化空气储能系统是将空气以液态空气的形式进行储存，因而能够解决压缩空气储能密度低的问题。并且，本方案提供的液化空气储能系统是将空气以常压液态空气的形式进行储存，不用依赖特殊地理条件以及大量高压容器和管道，成本较低。技术研发人员：周娴,姚宣,曹洲,陈建,松鹏,陈训强,罗天赐受保护的技术使用者：国能龙源环保有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6