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摘要:本发明涉及一种耦合燃煤发电机组汽水系统的液化空气储能发电系统,包括空气压缩及凝结水加热系统、空气液化储能系统、空气膨胀发电系统及冷量回收储存系统;空气压缩及凝结水加热系统包括空气压缩机及换热器;空气液化储能系统与空气压缩及凝结水加热系统连接;空气膨胀发电系统与空气液化储能系统连接;冷量回收储存系统与空气膨胀发电系统及空气压缩及凝结水加热系统连接。本发明将燃煤发电机组与液化空气储能系统耦合,有效提高了火电厂深度调峰的灵活性,保证了电网整体调频水平,同时还可有效提高燃煤发电机组在深度调峰过程中机组的安全运行水平、降低设备损耗。
主权项:1.一种耦合燃煤发电机组汽水系统的液化空气储能发电系统的使用方法,其特征在于,所述耦合燃煤发电机组汽水系统的液化空气储能发电系统包括空气压缩及凝结水加热系统、空气液化储能系统、空气膨胀发电系统及冷量回收储存系统;所述空气压缩及凝结水加热系统包括空气压缩机及换热器;所述换热器与空气压缩机连接,用于将经所述空气压缩机压缩后的空气冷却;所述换热器冷却水入口与燃煤机组汽水系统凝汽器出口连接;所述换热器冷凝水出口与燃煤机组汽水系统除氧器入口和或燃煤机组锅炉省煤器入口连接;所述空气液化储能系统与所述空气压缩及凝结水加热系统连接,用于将所述空气压缩及凝结水加热系统换热器输送的压缩空气冷却液化,并将液化空气进行储存;所述空气膨胀发电系统与所述空气液化储能系统连接,用于利用空气液化储能系统储存的液化空气进行膨胀发电,并回收燃煤机组凝汽器入口乏汽余热;所述冷量回收储存系统与所述空气膨胀发电系统及空气压缩及凝结水加热系统连接,用于回收和储存所述空气膨胀发电系统液化空气气化过程中产生的冷量,及所述空气压缩及凝结水加热系统空气压缩过程中产生的热量;所述空气压缩及凝结水加热系统包括小汽机1、一级空气压缩机2.1、第一换热器3.1、二级空气压缩机2.2、第二换热器3.2;所述小汽机1通过燃煤发电机组汽水系统高压缸抽气驱动,做功后的乏汽汇入凝汽器入口;所述小汽机1依次连接所述一级空气压缩机2.1、二级空气压缩机2.2,用于通过旋转动能驱动所述一级空气压缩机2.1及二级空气压缩机2.2压缩空气;所述一级空气压缩机2.1空气出口通过所述第一换热器3.1与二级空气压缩机2.2连接,用于将所述一级空气压缩机2.1压缩后的空气经所述第一换热器3.1冷却后送入所述二级空气压缩机2.2;所述二级空气压缩机2.2空气出口通过所述第二换热器3.2与所述空气液化储能系统连接,用于将所述二级空气压缩机2.2出口空气经所述第二换热器3.2冷却后送入所述空气液化储能系统;所述第一换热器3.1、第二换热器3.2并联布置,所用冷却水均为燃煤机组汽水系统凝汽器出口的冷凝水,其中流经所述第一换热器3.1的冷凝水升温后汇入燃煤机组汽水系统除氧器入口,流经所述第二换热器3.2的冷凝水升温后汇入燃煤机组锅炉省煤器入口;所述空气液化储能系统包括第三换热器3.3、低温制冷机5、降压喷管6、气液分离器(7)、液态空气储罐8;所述第三换热器3.3与所述第二换热器3.2空气出口连接,用于将所述第二换热器3.2出口空气经所述第三换热器3.3冷却后送入所述低温制冷机5进行深度冷却;所述低温制冷机5通过所述降压喷管6与所述气液分离器(7)连接,用于将深度冷却后的空气经所述降压喷管6降压处理后送入所述气液分离器(7);所述气液分离器(7)内设有气态空气管路及液态空气管路,所述气态空气管路与所述第三换热器3.3连接,用于通过气态空气冷却空气压缩及凝结水加热系统产生的空气,并冷却空气经所述第三换热器3.3升温后汇入一级空气压缩机2.1入口;所述液态空气管路与所述液态空气储罐8连接,用于将液态空气送入所述液态空气储罐8储存;所述空气膨胀发电系统包括低温泵9、第四换热器3.4、第五换热器3.5、第六换热器(3.6)、一级膨胀机(10.1)、第七换热器(3.7)、二级膨胀机(10.2)、发电机(22);所述液态空气储罐8出口通过流量阀与所述低温泵9连接,所述低温泵9依次连接所述第四换热器3.4、第五换热器3.5、第六换热器(3.6),用于将液态空气储罐8出口空气通过流量阀、低温泵9依次送入所述第四换热器3.4、第五换热器3.5和第六换热器(3.6)加热升温;所述一级膨胀机(10.1)动力输出端与所述发电机连接,所述二级膨胀机(10.2)与所述一级膨胀机(10.1)连接;所述一级膨胀机(10.1)空气出口通过所述第七换热器(3.7)与所述二级膨胀机(10.2)连接,用于将所述第六换热器(3.6)加热升温后的空气送入所述一级膨胀机(10.1),将经所述一级膨胀机(10.1)做功后的空气经所述第七换热器(3.7)加热后送入所述二级膨胀机(10.2),通过高压空气在所述一级膨胀机(10.1)和二级膨胀机(10.2)内膨胀产生的动能驱动所述发电机发电;所述第六换热器(3.6)、第七换热器(3.7)并联布置,且与给水泵出口的锅炉给水出口连接,用于通过给水泵出口的锅炉给水进行加热;所述第六换热器(3.6)及第七换热器(3.7)的出口与汇入凝汽器入口连接,用于将流经所述第六换热器(3.6)及第七换热器(3.7)的锅炉给水降温后汇入凝汽器入口;所述第五换热器(3.5)与燃煤机组凝汽器入口及凝汽器出口连接,用于通过燃煤机组凝汽器入口乏汽进行加热,将流经所述第五换热器的乏汽降温后汇入凝汽器出口;所述冷量回收储存系统包括储冷装置12及储热装置13,所述第三换热器(3.3)、储热装置(13)第四换热器(3.4)、储冷装置(12),依次连接形成闭环回路,所述储冷装置(12)与第三换热器(3.3)之间、所述储热装置13与第四换热器(3.4)之间均设有流量阀;当所述空气液化储能系统运行时,系统内的循环介质流经所述第三换热器(3.3)后进入所述储热装置(13),将所述第三换热器(3.3)的热量储存于所述储热装置(13)后,依次流经所述储冷装置(12)与第三换热器(3.3)之间的流量阀、第四换热器(3.4)后进入所述储冷装置(12),该过程中循环介质在第四换热器(3.4)内不发生换热,循环介质进入储冷装置后(12)携带冷量经所述储冷装置(12)与第三换热器(3.3)之间的流量阀后进入第三换热器(3.3)冷却空气;当空气膨胀发电系统运行时,系统内的循环介质流经所述第三换热器(3.3),且在第三换热器(3.3)内不发生换热,经所述第三换热器(3.3)后进入储热装置(13),携带储热装置(13)内储存的热量进入第三换热器(3.3)加热液态空气,并将第三换热器(3.3)内空气升温过程中产生的冷量,存于所述储冷装置(12)内。
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