【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及儲(chǔ)能，尤其涉及一種液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)及液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站。
技術(shù)介紹
1、液態(tài)空氣儲(chǔ)能技術(shù)的核心裝備是液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)(冷箱及附屬設(shè)備)，現(xiàn)有技術(shù)中低溫冷卻裝置的主要設(shè)備主要由冷箱殼體、蓄冷換熱器、液體膨脹機(jī)、節(jié)流閥等設(shè)備組成。
2、蓄冷系統(tǒng)作為液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的重點(diǎn)技術(shù)關(guān)鍵，其運(yùn)行性能直接影響到系統(tǒng)整體的性能。而常壓蓄冷單元儲(chǔ)罐在運(yùn)行過(guò)程中，隨著液相進(jìn)出罐體，其頂部氣相空間的壓力也會(huì)發(fā)生變化。常壓儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力為微正壓，當(dāng)頂部氣相空間壓力到達(dá)設(shè)計(jì)壓力上限時(shí)，可能會(huì)存在呼吸氣排放的情況，而呼吸氣中所含微量蓄冷工質(zhì)對(duì)在環(huán)保、安全等方面均會(huì)存在一定隱患。
3、因?yàn)樯罾錉顟B(tài)下丙烷的飽和蒸氣壓極低，-178℃時(shí)僅有約6*10-3pa，在呼吸氣中占比極低，因此常見(jiàn)的液態(tài)空氣儲(chǔ)能設(shè)備通常不對(duì)bog(boil-off?gas蒸發(fā)氣體)氣體做特殊處理，或直接排放至火炬系統(tǒng)。在這種情況下，呼出氣的氮?dú)馊绻蛔龌厥赵倮茫瑒t需要額外增加長(zhǎng)期運(yùn)行的制氮機(jī)系統(tǒng)來(lái)補(bǔ)充排出的氮封部分氣體損耗，且長(zhǎng)期運(yùn)行后丙烷累積損耗量逐漸增加，需要周期性補(bǔ)充液相蓄冷工質(zhì)，系統(tǒng)整體經(jīng)濟(jì)性能將會(huì)存在較大虧損隱患；且呼出氣中的微量丙烷在環(huán)境保護(hù)及安全層面也均存在一定隱患。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)提供一種液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)及液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷之一，實(shí)現(xiàn)了蓄冷系統(tǒng)中儲(chǔ)罐穩(wěn)壓及呼吸氣零排放，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐壓力自平衡，不會(huì)對(duì)外界產(chǎn)生呼吸氣，實(shí)現(xiàn)危害氣
2、本專(zhuān)利技術(shù)提供一種液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，包括冷卻裝置、加熱裝置、第一儲(chǔ)罐和第二儲(chǔ)罐，所述第一儲(chǔ)罐、所述冷卻裝置的第一吸熱通路和所述第二儲(chǔ)罐依次連通形成適于蓄冷工質(zhì)流通的冷卻通路，所述第一儲(chǔ)罐的通氣口與所述第二儲(chǔ)罐的通氣口連通，所述第二儲(chǔ)罐、所述加熱裝置的放熱通路和所述第一儲(chǔ)罐依次連通形成適于蓄冷工質(zhì)流通的加熱通路。
3、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)提供的一種液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，所述冷卻裝置的第一吸熱通路與所述第二儲(chǔ)罐連通的管路設(shè)有第一閥體，所述加熱裝置的放熱通路與所述第一儲(chǔ)罐連通的管路設(shè)有第二閥體。
4、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)提供的一種液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，還包括第三儲(chǔ)罐，所述冷卻裝置的放熱通路的出口與所述第三儲(chǔ)罐的第一進(jìn)口連通，所述第三儲(chǔ)罐的第一出口與所述冷卻裝置的第二吸熱通路的進(jìn)口連通，以形成適于空氣流通的氣體通路，所述第三儲(chǔ)罐的第二出口與所述加熱裝置的吸熱通路的進(jìn)口連通。
5、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)提供的一種液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，所述第三儲(chǔ)罐的第二進(jìn)口與補(bǔ)氣管路連通。
6、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)提供的一種液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，所述第三儲(chǔ)罐的第一出口與所述冷卻裝置的第二吸熱通路的進(jìn)口連通的管路設(shè)有第三閥體，所述補(bǔ)氣管路設(shè)有第四閥體。
7、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)提供的一種液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，所述冷卻裝置包括至少兩個(gè)換熱器和液體膨脹機(jī)，各所述換熱器的放熱通路依次串聯(lián)形成所述冷卻裝置的放熱通路，并通過(guò)所述液體膨脹機(jī)與所述第三儲(chǔ)罐的第一進(jìn)口連通，各所述換熱器的第二吸熱通路依次串聯(lián)形成所述冷卻裝置的第二吸熱通路，各所述換熱器的第一吸熱通路依次并聯(lián)形成所述冷卻裝置的第一吸熱通路。
8、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)提供的一種液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，所述液體膨脹機(jī)與所述第三儲(chǔ)罐的第一進(jìn)口連通的管路上設(shè)有節(jié)流閥。
9、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)提供的一種液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，所述冷卻裝置還包括至少一個(gè)氣體膨脹機(jī)，所述氣體膨脹機(jī)的進(jìn)口與至少一個(gè)所述換熱器的放熱通路連通，所述氣體膨脹機(jī)的出口與所述冷卻裝置的第二吸熱通路的進(jìn)口連通。
10、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)提供的一種液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，所述第一儲(chǔ)罐的容積與所述第二儲(chǔ)罐的容積之間的關(guān)系為其中，p1為運(yùn)行過(guò)程中壓力波動(dòng)范圍的上限，p2為運(yùn)行過(guò)程中壓力波動(dòng)范圍的下限；t1為所述第一儲(chǔ)罐的溫度，v1為所述第一儲(chǔ)罐的容積，t2為所述第二儲(chǔ)罐的溫度，v2為所述第二儲(chǔ)罐的容積，l1為儲(chǔ)能階段流入所述第二儲(chǔ)罐的蓄冷工質(zhì)體積流量，l2為釋能階段流入所述第一儲(chǔ)罐的蓄冷工質(zhì)體積流量，t1為儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)，t2為釋能時(shí)長(zhǎng)。
11、本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，在儲(chǔ)能階段，第一儲(chǔ)罐作為低溫蓄冷工質(zhì)罐，其中的低溫蓄冷工質(zhì)進(jìn)入冷卻裝置的第一吸熱通路，與冷卻裝置的放熱通路中的高溫高壓空氣進(jìn)行熱交換，低溫蓄冷工質(zhì)吸收高壓空氣的熱量變?yōu)橹袦馗邏盒罾涔べ|(zhì)后，經(jīng)過(guò)減壓變?yōu)橹袦爻盒罾涔べ|(zhì)進(jìn)入作為中溫蓄冷工質(zhì)罐的第二儲(chǔ)罐。
12、在此過(guò)程中，第一儲(chǔ)罐中的低溫蓄冷工質(zhì)流出，液相體積占比減小，第一儲(chǔ)罐的頂部氣相空間體積占比增大，壓強(qiáng)減小；第二儲(chǔ)罐中有中溫蓄冷工質(zhì)輸入，液相體積占比增大，因而第二儲(chǔ)罐的頂部氣相空間體積占比減小，壓強(qiáng)增大；第一儲(chǔ)罐與第二儲(chǔ)罐的頂部氣相均為氮?dú)馀c微量蓄冷工質(zhì)揮發(fā)氣體的混合氣，受壓強(qiáng)影響，第二儲(chǔ)罐頂部的混合氣在儲(chǔ)能階段不斷通過(guò)第一儲(chǔ)罐頂部的通氣口與第二儲(chǔ)罐頂部的通氣口連通的管道，由第二儲(chǔ)罐流向第一儲(chǔ)罐，以保持兩個(gè)儲(chǔ)罐頂部氣相空間壓力相同且趨于穩(wěn)定。儲(chǔ)能階段結(jié)束時(shí)，因第一儲(chǔ)罐中的頂部空間氣體更多，低溫氣體受冷體積降低影響較大，此時(shí)兩個(gè)儲(chǔ)罐頂部氣相空間的壓力達(dá)到最小值。
13、在釋能階段，第二儲(chǔ)罐中的中溫蓄冷工質(zhì)進(jìn)入加熱裝置的放熱通路，與加熱裝置的吸熱通路中的低溫高壓空氣進(jìn)行熱交換，中溫蓄冷工質(zhì)吸收低溫高壓空氣的冷量變?yōu)榈蜏馗邏盒罾涔べ|(zhì)后，經(jīng)過(guò)減壓變?yōu)榈蜏爻阂后w進(jìn)入第一儲(chǔ)罐中。
14、在此過(guò)程中，第二儲(chǔ)罐中的中溫蓄冷工質(zhì)流出，液相體積占比減小，第二儲(chǔ)罐的頂部氣相空間體積占比增大，壓強(qiáng)減小；第一儲(chǔ)罐中有中溫蓄冷工質(zhì)輸入，液相體積占比增大，因而第一儲(chǔ)罐的頂部氣相空間體積占比減小，壓強(qiáng)增大；第一儲(chǔ)罐與第二儲(chǔ)罐的頂部氣相均為氮?dú)馀c微量工質(zhì)揮發(fā)氣體的混合氣，受壓強(qiáng)影響，第一儲(chǔ)罐頂部的混合氣在釋能階段不斷通過(guò)第一儲(chǔ)罐頂部的通氣口與第二儲(chǔ)罐頂部的通氣口連通的管道，由第一儲(chǔ)罐流向第二儲(chǔ)罐，以保持兩個(gè)儲(chǔ)罐頂部氣相空間壓力趨近相同且穩(wěn)定。釋能階段結(jié)束時(shí)，因第二儲(chǔ)罐中的頂部空間氣體更多，中溫氣體受熱體積膨脹影響較大，此時(shí)兩個(gè)儲(chǔ)罐頂部氣相空間的壓力達(dá)到最大值。
15、本專(zhuān)利技術(shù)采用將儲(chǔ)存蓄冷工質(zhì)的第一儲(chǔ)罐與第二儲(chǔ)罐頂部連通的方式，使得兩儲(chǔ)罐頂部氣相空間連通，在儲(chǔ)能階段和釋能階段中，受液相進(jìn)出儲(chǔ)罐影響，儲(chǔ)罐頂部氣體自發(fā)流向壓強(qiáng)較低的一方，頂部氣體經(jīng)連通管道流動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)蓄冷系統(tǒng)中儲(chǔ)罐穩(wěn)壓及呼吸氣零排放，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐壓力自平衡，不會(huì)對(duì)外界產(chǎn)生呼吸氣，實(shí)現(xiàn)危害氣體零排放的目的，不僅可以完全避免因有害氣體排放而導(dǎo)致的安全隱患，也可以避免因長(zhǎng)期使用制氮機(jī)補(bǔ)充高純度氮?dú)狻⒀a(bǔ)充蓄冷工質(zhì)揮發(fā)氣散逸所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)潛在損失，以一次投資成本換取較低的運(yùn)行投資成本，實(shí)現(xiàn)兼具安全性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性和高效性的蓄冷系統(tǒng)。
16、除了上面所描述的本專(zhuān)利技術(shù)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，其特征在于：包括冷卻裝置、加熱裝置、第一儲(chǔ)罐和第二儲(chǔ)罐，所述第一儲(chǔ)罐、所述冷卻裝置的第一吸熱通路和所述第二儲(chǔ)罐依次連通形成適于蓄冷工質(zhì)流通的加熱通路，所述第一儲(chǔ)罐的通氣口與所述第二儲(chǔ)罐的通氣口連通，所述第二儲(chǔ)罐、所述加熱裝置的放熱通路和所述第一儲(chǔ)罐依次連通形成適于蓄冷工質(zhì)流通的冷卻通路。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，其特征在于：所述冷卻裝置的第一吸熱通路與所述第二儲(chǔ)罐連通的管路設(shè)有第一閥體，所述加熱裝置的放熱通路與所述第一儲(chǔ)罐連通的管路設(shè)有第二閥體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，其特征在于：還包括第三儲(chǔ)罐，所述冷卻裝置的放熱通路的出口與所述第三儲(chǔ)罐的第一進(jìn)口連通，所述第三儲(chǔ)罐的第一出口與所述冷卻裝置的第二吸熱通路的進(jìn)口連通，以形成適于空氣流通的氣體通路，所述第三儲(chǔ)罐的第二出口與所述加熱裝置的吸熱通路的進(jìn)口連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，其特征在于：所述第三儲(chǔ)罐的第二進(jìn)口與補(bǔ)氣管路連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液態(tài)空氣儲(chǔ)能
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，其特征在于：所述冷卻裝置包括至少兩個(gè)換熱器和液體膨脹機(jī)，各所述換熱器的放熱通路依次串聯(lián)形成所述冷卻裝置的放熱通路，并通過(guò)所述液體膨脹機(jī)與所述第三儲(chǔ)罐的第一進(jìn)口連通，各所述換熱器的第二吸熱通路依次串聯(lián)形成所述冷卻裝置的第二吸熱通路，各所述換熱器的第一吸熱通路依次并聯(lián)形成所述冷卻裝置的第一吸熱通路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，其特征在于：所述液體膨脹機(jī)與所述第三儲(chǔ)罐的第一進(jìn)口連通的管路上設(shè)有節(jié)流閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，其特征在于：所述冷卻裝置還包括至少一個(gè)氣體膨脹機(jī)，所述氣體膨脹機(jī)的進(jìn)口與至少一個(gè)所述換熱器的放熱通路連通，所述氣體膨脹機(jī)的出口與所述冷卻裝置的第二吸熱通路的進(jìn)口連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，其特征在于：所述第一儲(chǔ)罐的容積與所述第二儲(chǔ)罐的容積之間的關(guān)系為其中，P1為運(yùn)行過(guò)程中壓力波動(dòng)范圍的上限，P2為運(yùn)行過(guò)程中壓力波動(dòng)范圍的下限；T1為所述第一儲(chǔ)罐的溫度，V1為所述第一儲(chǔ)罐的容積，T2為所述第二儲(chǔ)罐的溫度，V2為所述第二儲(chǔ)罐的容積，L1為儲(chǔ)能階段流入所述第二儲(chǔ)罐的蓄冷工質(zhì)體積流量，L2為釋能階段流入所述第一儲(chǔ)罐的蓄冷工質(zhì)體積流量，t1為儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)，t2為釋能時(shí)長(zhǎng)。
10.一種液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，其特征在于：包括如權(quán)利要求1至9任意一項(xiàng)所述的液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，其特征在于：包括冷卻裝置、加熱裝置、第一儲(chǔ)罐和第二儲(chǔ)罐，所述第一儲(chǔ)罐、所述冷卻裝置的第一吸熱通路和所述第二儲(chǔ)罐依次連通形成適于蓄冷工質(zhì)流通的加熱通路，所述第一儲(chǔ)罐的通氣口與所述第二儲(chǔ)罐的通氣口連通，所述第二儲(chǔ)罐、所述加熱裝置的放熱通路和所述第一儲(chǔ)罐依次連通形成適于蓄冷工質(zhì)流通的冷卻通路。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，其特征在于：所述冷卻裝置的第一吸熱通路與所述第二儲(chǔ)罐連通的管路設(shè)有第一閥體，所述加熱裝置的放熱通路與所述第一儲(chǔ)罐連通的管路設(shè)有第二閥體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，其特征在于：還包括第三儲(chǔ)罐，所述冷卻裝置的放熱通路的出口與所述第三儲(chǔ)罐的第一進(jìn)口連通，所述第三儲(chǔ)罐的第一出口與所述冷卻裝置的第二吸熱通路的進(jìn)口連通，以形成適于空氣流通的氣體通路，所述第三儲(chǔ)罐的第二出口與所述加熱裝置的吸熱通路的進(jìn)口連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，其特征在于：所述第三儲(chǔ)罐的第二進(jìn)口與補(bǔ)氣管路連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，其特征在于：所述第三儲(chǔ)罐的第一出口與所述冷卻裝置的第二吸熱通路的進(jìn)口連通的管路設(shè)有第三閥體，所述補(bǔ)氣管路設(shè)有第四閥體。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液態(tài)空氣儲(chǔ)能電站的蓄冷系統(tǒng)，其特征在于：所述冷卻裝置包括至少兩個(gè)...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李博，季偉，林子，劉紀(jì)云，王俊杰，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中綠中科儲(chǔ)能技術(shù)有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
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