一種壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)組、膨脹機(jī)組、設(shè)置在壓縮機(jī)組和膨脹機(jī)組之間的恒溫絕熱儲(chǔ)氣裝置，恒溫絕熱儲(chǔ)氣裝置包括具有存儲(chǔ)氣腔的儲(chǔ)氣罐體和包裹在儲(chǔ)氣罐體外表面的保溫絕熱層，儲(chǔ)氣罐體上設(shè)置有空氣進(jìn)口和空氣出口。本發(fā)明利用儲(chǔ)氣罐體的存儲(chǔ)氣腔存儲(chǔ)儲(chǔ)能階段生產(chǎn)的高壓高溫的壓縮空氣，并利用保溫絕熱層防止儲(chǔ)氣罐體內(nèi)的熱量散失到環(huán)境中，所以能夠減少儲(chǔ)氣裝置內(nèi)空氣向外界的散熱，從而減小了環(huán)境溫度變化對(duì)儲(chǔ)氣裝置內(nèi)空氣溫度的影響，進(jìn)而提高了壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能效率。
【專利說明】
一種壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]壓縮空氣儲(chǔ)能指將用電低谷時(shí)段電網(wǎng)上的富裕電力或風(fēng)電、太陽能等波動(dòng)性劇烈的電力用于壓縮空氣，將壓縮后的高壓空氣密封在儲(chǔ)氣裝置里，在需要時(shí)釋放壓縮空氣，推動(dòng)空氣透平帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的儲(chǔ)能方式?，F(xiàn)有的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)中，儲(chǔ)氣裝置通常采用地下儲(chǔ)氣室或者人工儲(chǔ)氣罐。
[0003]地下儲(chǔ)氣室具有造價(jià)低、儲(chǔ)氣容量大等優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于大型壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。但是需要選擇特定的地質(zhì)環(huán)境，而且系統(tǒng)運(yùn)行過程中，儲(chǔ)氣室內(nèi)空氣通常會(huì)與壁面進(jìn)行換熱，造成熱量損失，使系統(tǒng)的儲(chǔ)能效率降低。由于儲(chǔ)氣室內(nèi)空氣與壁面的對(duì)流換熱系數(shù)較小，儲(chǔ)氣和放氣過程與等溫過程相差較遠(yuǎn)，因此儲(chǔ)氣室內(nèi)溫度變化大，導(dǎo)致壓力變化速度很快。在特定的儲(chǔ)氣室壓力變化范圍內(nèi)，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間縮短，造成儲(chǔ)能密度降低。
[0004]人工儲(chǔ)氣罐制造方便，對(duì)場地的要求低，同時(shí)儲(chǔ)氣壓力較高，但儲(chǔ)氣容量相對(duì)較小，造價(jià)也相對(duì)較高，主要應(yīng)用于中小型壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。以傳統(tǒng)的鋼罐作為儲(chǔ)氣罐時(shí)，由于鋼罐的導(dǎo)熱性能較好，環(huán)境溫度會(huì)對(duì)儲(chǔ)氣罐內(nèi)的空氣溫度產(chǎn)生影響。例如在環(huán)境溫度較低的冬季，儲(chǔ)氣罐內(nèi)的空氣會(huì)向外散失熱量，導(dǎo)致空氣溫度降低，空氣焓值減小，單位質(zhì)量的空氣做功能力降低，系統(tǒng)整體的儲(chǔ)能效率下降。
[0005]綜上所述，如何減少儲(chǔ)氣裝置內(nèi)空氣向外界的散熱，以減小環(huán)境溫度變化對(duì)儲(chǔ)氣裝置內(nèi)空氣溫度的影響，進(jìn)而提高壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能效率，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，以減少儲(chǔ)氣裝置內(nèi)空氣向外界的散熱，從而減小環(huán)境溫度變化對(duì)儲(chǔ)氣裝置內(nèi)空氣溫度的影響，進(jìn)而提高壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能效率。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0008]—種壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)組、膨脹機(jī)組，還包括設(shè)置在所述壓縮機(jī)組和所述膨脹機(jī)組之間的恒溫絕熱儲(chǔ)氣裝置，所述恒溫絕熱儲(chǔ)氣裝置包括:
[0009]具有存儲(chǔ)氣腔的儲(chǔ)氣罐體，所述儲(chǔ)氣罐體上設(shè)置有空氣進(jìn)口和空氣出口；
[0010]包裹在所述儲(chǔ)氣罐體外表面的保溫絕熱層。
[0011]優(yōu)選的，上述壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)中，所述恒溫絕熱儲(chǔ)氣裝置還包括設(shè)置在所述儲(chǔ)氣罐體內(nèi)的相變蓄熱管束，所述相變蓄熱管束內(nèi)填充有相變蓄熱介質(zhì)。
[0012]優(yōu)選的，上述壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)中，所述相變蓄熱管束的每根蓄熱管上均套設(shè)有環(huán)形肋板，所述環(huán)形肋板垂直于所述蓄熱管的軸線。
[0013]優(yōu)選的，上述壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)中，所述環(huán)形肋板為多個(gè)，并沿所述蓄熱管的軸向均勻分布。
[0014]優(yōu)選的，上述壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)中，所述蓄熱管為橢圓管，所述環(huán)形肋板外周面為圓形，所述環(huán)形肋板的內(nèi)周面與所述蓄熱管貼合。
[0015]優(yōu)選的，上述壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)中，所述相變蓄熱介質(zhì)為醋酸鈉。
[0016]優(yōu)選的，上述壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)中，所述空氣進(jìn)口為兩個(gè)，均設(shè)置在所述儲(chǔ)氣罐體的一端；
[0017]所述空氣出口為兩個(gè)，均設(shè)置在所述儲(chǔ)氣罐體的另一端。
[0018]優(yōu)選的，上述壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)中，兩個(gè)所述空氣進(jìn)口的連線通過所述儲(chǔ)氣罐體軸心，兩個(gè)所述空氣出口的連線通過所述儲(chǔ)氣罐體軸心，且兩個(gè)所述空氣進(jìn)口的連線平行于兩個(gè)所述空氣出口的連線。
[0019]優(yōu)選的，上述壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)中，所述儲(chǔ)氣罐體上還設(shè)置有安全閥。
[0020]優(yōu)選的，上述壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)中，所述儲(chǔ)氣罐體為鋼制罐體，所述保溫絕熱層為玻璃棉層。
[0021]從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)包括壓縮機(jī)組、膨脹機(jī)組、設(shè)置在壓縮機(jī)組和膨脹機(jī)組之間的恒溫絕熱儲(chǔ)氣裝置，恒溫絕熱儲(chǔ)氣裝置包括具有存儲(chǔ)氣腔的儲(chǔ)氣罐體和包裹在儲(chǔ)氣罐體外表面的保溫絕熱層，儲(chǔ)氣罐體上設(shè)置有空氣進(jìn)口和空氣出口。
[0022]本發(fā)明利用儲(chǔ)氣罐體的存儲(chǔ)氣腔存儲(chǔ)儲(chǔ)能階段生產(chǎn)的高壓高溫的壓縮空氣，并利用保溫絕熱層防止儲(chǔ)氣罐體內(nèi)的熱量散失到環(huán)境中，所以能夠減少儲(chǔ)氣裝置內(nèi)空氣向外界的散熱，從而減小了環(huán)境溫度變化對(duì)儲(chǔ)氣裝置內(nèi)空氣溫度的影響，進(jìn)而提高了壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能效率。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的恒溫絕熱儲(chǔ)氣裝置的正視剖面圖；
[0025]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的恒溫絕熱儲(chǔ)氣裝置的側(cè)視剖面圖；
[0026]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，能夠減少儲(chǔ)氣裝置內(nèi)空氣向外界的散熱，從而減小環(huán)境溫度變化對(duì)儲(chǔ)氣裝置內(nèi)空氣溫度的影響，進(jìn)而提高壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能效率。
[0028]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0029]請(qǐng)參考附圖1-3，本發(fā)明實(shí)施例提供的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)包括壓縮機(jī)組03、膨脹機(jī)組06，還包括設(shè)置在壓縮機(jī)組03和膨脹機(jī)組06之間的恒溫絕熱儲(chǔ)氣裝置01，恒溫絕熱儲(chǔ)氣裝置01包括具有存儲(chǔ)氣腔11的儲(chǔ)氣罐體I和包裹在儲(chǔ)氣罐體I外表面的保溫絕熱層2，儲(chǔ)氣罐體I上設(shè)置有空氣進(jìn)口 3和空氣出口 6。
[0030]具體的，本發(fā)明的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)包括壓縮機(jī)組03、膨脹機(jī)組06、換熱器02、加熱器07、熱罐05、冷罐08、發(fā)電電動(dòng)機(jī)04、傳動(dòng)裝置、設(shè)置在壓縮機(jī)組03和膨脹機(jī)組06之間的恒溫絕熱儲(chǔ)氣裝置01以及相應(yīng)的控制系統(tǒng)，發(fā)電電動(dòng)機(jī)04分別通過離合器和壓縮機(jī)組03以及膨脹機(jī)組06連接。壓縮機(jī)組03采用多級(jí)壓縮機(jī)布置，在各級(jí)壓縮機(jī)之間以及末級(jí)壓縮機(jī)之后布置換熱器02，冷卻介質(zhì)與熱空氣在換熱器02中進(jìn)行換熱，降低空氣溫度，將壓縮熱存儲(chǔ)在熱罐05中。膨脹機(jī)組06采用多級(jí)膨脹機(jī)布置，在首級(jí)膨脹機(jī)前和各級(jí)膨脹機(jī)之間布置加熱器07，熱罐05中的熱介質(zhì)與儲(chǔ)氣罐釋放出的高壓空氣進(jìn)行換熱，加熱空氣，將壓縮熱返還給空氣。
[0031]本發(fā)明利用儲(chǔ)氣罐體I的存儲(chǔ)氣腔11存儲(chǔ)儲(chǔ)能階段生產(chǎn)的高壓高溫的壓縮空氣，并利用保溫絕熱層2防止儲(chǔ)氣罐體I內(nèi)的熱量散失到環(huán)境中(通常儲(chǔ)氣裝置內(nèi)空氣的溫度會(huì)高于環(huán)境溫度)，所以能夠減少儲(chǔ)氣裝置內(nèi)空氣向外界的散熱，從而減小了環(huán)境溫度變化對(duì)儲(chǔ)氣裝置內(nèi)空氣溫度的影響，進(jìn)而提高了壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能效率。
[0032]優(yōu)選的技術(shù)方案中，恒溫絕熱儲(chǔ)氣裝置01還包括設(shè)置在儲(chǔ)氣罐體I內(nèi)的相變蓄熱管束4，相變蓄熱管束4內(nèi)填充有相變蓄熱介質(zhì)。本發(fā)明的儲(chǔ)氣裝置內(nèi)部布置相變蓄熱管束4，通過在相變蓄熱管束4內(nèi)設(shè)定合適的相變蓄熱介質(zhì)用量，保證在儲(chǔ)能過程中空氣的溫度變化很小，接近等溫過程。
[0033]上述相變蓄熱管束4填充的相變蓄熱介質(zhì)在儲(chǔ)氣過程中，能夠吸收高壓空氣帶入的熱量，將空氣的熱量存儲(chǔ)在相變蓄熱管束4的相變蓄熱介質(zhì)中，使儲(chǔ)氣裝置內(nèi)的空氣溫度接近不變，維持儲(chǔ)氣裝置內(nèi)部的恒溫狀態(tài)。同理在放氣過程中，空氣會(huì)膨脹降溫，相變蓄熱介質(zhì)放出熱量，使得儲(chǔ)氣裝置內(nèi)溫度維持穩(wěn)定。由于維持空氣溫度在穩(wěn)定狀態(tài)，因此能減緩空氣壓力變化速度，從而提高了系統(tǒng)的儲(chǔ)能密度。
[0034]應(yīng)用過程中，多級(jí)壓縮機(jī)通過傳動(dòng)主軸連在一起，發(fā)電電動(dòng)機(jī)04與傳動(dòng)主軸連接，帶動(dòng)壓縮機(jī)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。空氣首先進(jìn)入第一級(jí)壓縮機(jī)，經(jīng)過壓縮后，空氣溫度升高，然后進(jìn)入第一級(jí)換熱器02進(jìn)行冷卻降溫，壓縮熱存儲(chǔ)在冷卻介質(zhì)中，并匯總在熱罐05中。同理，空氣流過多級(jí)壓縮機(jī)和換熱器02。高壓中溫的空氣進(jìn)入儲(chǔ)氣裝置，儲(chǔ)氣裝置中設(shè)有相變蓄熱管束4，空氣將熱量傳遞給相變蓄熱管束4中的相變蓄熱介質(zhì)，從而維持儲(chǔ)氣裝置中空氣的溫度基本恒定。同時(shí)，儲(chǔ)氣裝置外部包裹的保溫絕熱層2，能夠阻止空氣的熱量散失到外界環(huán)境中，保證空氣維持在恒定溫度。
[0035]多級(jí)膨脹機(jī)通過傳動(dòng)主軸與發(fā)電電動(dòng)機(jī)04的發(fā)電機(jī)相連，膨脹機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電能。在每一級(jí)膨脹機(jī)之前設(shè)置有加熱器07，熱罐05中的熱介質(zhì)進(jìn)入加熱器07，空氣與熱介質(zhì)在加熱器07中進(jìn)行熱量交換從而提高空氣溫度?？諝庖来瘟鬟^各級(jí)加熱器07和膨脹機(jī)，在膨脹機(jī)中做功降壓，最后排入環(huán)境。熱介質(zhì)流過加熱器07后溫度降低，最后匯集在冷罐08中以備下次循環(huán)使用。
[0036]空氣進(jìn)入儲(chǔ)氣裝置的過程中，不向外界散失熱量，且空氣溫度保持基本不變;在儲(chǔ)氣裝置放氣過程中，隨著放氣過程進(jìn)行，相變蓄熱管束4中相變蓄熱介質(zhì)中存儲(chǔ)的熱量會(huì)返還給空氣，從而維持空氣溫度恒定。因此在整個(gè)循環(huán)過程中，儲(chǔ)氣裝置中空氣溫度始終維持穩(wěn)定，從而形成絕熱恒溫的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，提高了壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能效率和儲(chǔ)能密度，從而提高了系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
[0037]上述相變蓄熱管束4與空氣的接觸面積較大，便于保證儲(chǔ)能密度，本發(fā)明也可以不設(shè)置上述相變蓄熱管束4，或者通過其他結(jié)構(gòu)替換，如在儲(chǔ)氣罐體I的內(nèi)表面設(shè)置相變蓄熱層，達(dá)到同樣的維持空氣溫度恒定、提高系統(tǒng)儲(chǔ)能密度的效果，本發(fā)明在此不再一一贅述。
[0038]進(jìn)一步的，溫絕熱儲(chǔ)氣裝置中，相變蓄熱管束4的每根蓄熱管上均套設(shè)有環(huán)形肋板5，環(huán)形肋板5垂直于蓄熱管的軸線。具體的，相變蓄熱管束4的每根蓄熱管均沿儲(chǔ)氣罐體I的軸向布置。本發(fā)明利用環(huán)形肋板5增加了空氣與蓄熱管的換熱面積，提高了空氣與管壁的對(duì)流換熱效果，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了儲(chǔ)氣裝置內(nèi)空氣整體的恒溫效果。當(dāng)然，上述環(huán)形肋板5也可以不垂直蓄熱管的軸線;本發(fā)明也可以不設(shè)置上述環(huán)形肋板5，通過改變蓄熱管的外表面形狀或者設(shè)置凸起、凹槽;亦或者通過設(shè)置針形肋、H形鰭片肋等其他類型的肋片達(dá)到同樣的增加空氣與蓄熱管的換熱面積的效果。
[0039]上述實(shí)施例提供的恒溫絕熱儲(chǔ)氣裝置01中，環(huán)形肋板5為多個(gè)，并沿蓄熱管的軸向均勻分布。該布置方式便于裝配，同時(shí)能夠保證熱交換的均勻性。上述環(huán)形肋板5也可以沒有規(guī)律的間隔分布或者幾個(gè)疊加成一組固定在同一個(gè)位置。
[0040]為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，蓄熱管為橢圓管，環(huán)形肋板5外周面為圓形，環(huán)形肋板5的內(nèi)周面與蓄熱管貼合。這樣一來，蓄熱管的外周面截面形狀為橢圓形，能夠防止相變蓄熱介質(zhì)發(fā)生相分離，保證了相變蓄熱介質(zhì)內(nèi)部的導(dǎo)熱效果;相應(yīng)的，環(huán)形肋板5的內(nèi)周面截面形狀為橢圓形，環(huán)形肋板5可以焊接在蓄熱管上也可以過盈套設(shè)在蓄熱管上。上述蓄熱管還可以為矩形管、圓形管或者其他形狀，環(huán)形肋板5外周面還可以為矩形、橢圓形等，本發(fā)明對(duì)此不做具體限定。
[0041]上述相變蓄熱介質(zhì)為醋酸鈉，即相變蓄熱管束4內(nèi)填充醋酸鈉。本實(shí)施例的相變蓄熱介質(zhì)選擇結(jié)晶水合鹽材料——醋酸鈉(CH3C00Na.3H20)，這種材料具有相變潛熱大、熱導(dǎo)率高、相變時(shí)體積變化小等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，上述相變蓄熱管束4還可以填充熔融鹽、金屬或合金等相變蓄熱介質(zhì)。
[0042]本發(fā)明一具體實(shí)施例中，空氣進(jìn)口3為兩個(gè)，均設(shè)置在儲(chǔ)氣罐體I的一端;空氣出口6為兩個(gè)，均設(shè)置在儲(chǔ)氣罐體I的另一端。本發(fā)明在儲(chǔ)氣罐體I的一端設(shè)置兩個(gè)空氣進(jìn)口 3，另一端設(shè)置兩個(gè)空氣出口 6，使空氣進(jìn)口 3和空氣出口 6的距離較長，能夠提高空氣的混合流動(dòng)效果，從而提高儲(chǔ)氣裝置內(nèi)部空氣溫度分布的均勻性，增強(qiáng)空氣與相變蓄熱介質(zhì)的換熱效果。同時(shí)本發(fā)明設(shè)置兩個(gè)空氣進(jìn)口 3和兩個(gè)空氣出口 6能夠提高儲(chǔ)氣效率和放氣效率。本發(fā)明的空氣進(jìn)口 3和控制出口還可以為一個(gè)或其他個(gè)數(shù)。
[0043]進(jìn)一步的，兩個(gè)空氣進(jìn)口3的連線通過儲(chǔ)氣罐體I軸心，兩個(gè)空氣出口 6的連線通過儲(chǔ)氣罐體I軸心，且兩個(gè)空氣進(jìn)口 3的連線平行于兩個(gè)空氣出口6的連線。本實(shí)施例中，兩個(gè)空氣進(jìn)口 3相對(duì)設(shè)置，兩者的連線長度為儲(chǔ)氣罐體I的直徑;兩個(gè)空氣出口 6相對(duì)設(shè)置，兩者的連線長度為儲(chǔ)氣罐體I的直徑，且空氣進(jìn)口 3和空氣出口 6分別一一對(duì)應(yīng)地設(shè)置在儲(chǔ)氣罐體I的同一個(gè)圓周方向上，能夠保證空氣進(jìn)出的均勻性，同時(shí)便于加工和與其他部件裝配。當(dāng)然，上述兩個(gè)空氣進(jìn)口 3還可以不相對(duì)設(shè)置，使兩者的連線位于儲(chǔ)氣罐體I的軸線的一側(cè)；上述兩個(gè)空氣出口 6也可以不相對(duì)設(shè)置，使兩者的連線位于儲(chǔ)氣罐體I的軸線的一側(cè)。
[0044]為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，儲(chǔ)氣罐體I上還設(shè)置有安全閥7。安全閥7用于將儲(chǔ)氣罐體I的內(nèi)部壓力維持在適當(dāng)范圍內(nèi)，防止壓力過高造成的損害。本發(fā)明還可以設(shè)置檢測儲(chǔ)氣罐體I內(nèi)部壓力的壓力計(jì)，通過獲得的壓力值人工控制儲(chǔ)氣罐體I的內(nèi)部壓力。
[0045]為了提高儲(chǔ)氣罐體I的強(qiáng)度和使用壽命，儲(chǔ)氣罐體I優(yōu)選為鋼制罐體。儲(chǔ)氣罐體I也可以為其他金屬罐體，如鋁合金罐體等。
[0046]應(yīng)用過程中，在儲(chǔ)能階段，空氣通過多級(jí)壓氣機(jī)和換熱器02進(jìn)入儲(chǔ)氣裝置，此時(shí)空氣溫度較高，空氣的進(jìn)入會(huì)使內(nèi)部的溫度升高。同時(shí)隨著儲(chǔ)氣裝置內(nèi)部空氣質(zhì)量不斷增加，空氣逐漸被壓縮，也會(huì)導(dǎo)致空氣溫度升高。高溫的空氣與相變蓄熱管束4以及鋼制罐體進(jìn)行對(duì)流換熱，將熱量傳遞給相變蓄熱介質(zhì)以及鋼制罐體。由于相變蓄熱介質(zhì)具有很高的相變潛熱，鋼制罐體也有較高的比熱容，因此在吸收熱量的過程中，自身溫度增加很小，而且達(dá)到了對(duì)空氣降溫的目的。
[0047]在釋能階段，儲(chǔ)氣裝置內(nèi)的高壓空氣流入膨脹機(jī)產(chǎn)生機(jī)械能。隨著空氣的流出，儲(chǔ)氣裝置內(nèi)的空氣溫度會(huì)迅速下降。此時(shí)相變蓄熱管束4以及鋼制罐體會(huì)將存儲(chǔ)的熱量釋放出來，加熱空氣，從而減緩空氣溫度下降的趨勢，增加單位質(zhì)量空氣對(duì)外所做的功，從而提高了壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能效率和儲(chǔ)能密度。
[0048]本發(fā)明一具體實(shí)施例中，保溫絕熱層2為玻璃棉層，本發(fā)明的儲(chǔ)氣罐體I外部包裹玻璃棉層，防止熱量散失到環(huán)境中，絕熱效果較好。上述保溫絕熱層2還可以采用石棉、巖棉或者膨脹珍珠巖等保溫絕熱材料。
[0049]本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0050]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)組(03)、膨脹機(jī)組(06)，其特征在于，還包括設(shè)置在所述壓縮機(jī)組(03)和所述膨脹機(jī)組(06)之間的恒溫絕熱儲(chǔ)氣裝置(01)，所述恒溫絕熱儲(chǔ)氣裝置(01)包括: 具有存儲(chǔ)氣腔(11)的儲(chǔ)氣罐體(I)，所述儲(chǔ)氣罐體(I)上設(shè)置有空氣進(jìn)口(3)和空氣出口(6); 包裹在所述儲(chǔ)氣罐體(I)外表面的保溫絕熱層(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述恒溫絕熱儲(chǔ)氣裝置(01)還包括設(shè)置在所述儲(chǔ)氣罐體(I)內(nèi)的相變蓄熱管束(4)，所述相變蓄熱管束(4)內(nèi)填充有相變蓄熱介質(zhì)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述相變蓄熱管束(4)的每根蓄熱管上均套設(shè)有環(huán)形肋板(5)，所述環(huán)形肋板(5)垂直于所述蓄熱管的軸線。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)形肋板(5)為多個(gè)，并沿所述蓄熱管的軸向均勻分布。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄熱管為橢圓管，所述環(huán)形肋板(5)外周面為圓形，所述環(huán)形肋板(5)的內(nèi)周面與所述蓄熱管貼合。6.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一項(xiàng)所述的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述相變蓄熱介質(zhì)為醋酸鈉。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣進(jìn)口(3)為兩個(gè)，均設(shè)置在所述儲(chǔ)氣罐體(I)的一端； 所述空氣出口(6)為兩個(gè)，均設(shè)置在所述儲(chǔ)氣罐體(I)的另一端。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于兩個(gè)所述空氣進(jìn)口(3)的連線通過所述儲(chǔ)氣罐體(I)軸心，兩個(gè)所述空氣出口(6)的連線通過所述儲(chǔ)氣罐體(I)軸心，且兩個(gè)所述空氣進(jìn)口( 3)的連線平行于兩個(gè)所述空氣出口( 6)的連線。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)氣罐體(I)上還設(shè)置有安全閥(7)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)氣罐體(I)為鋼制罐體，所述保溫絕熱層(2)為玻璃棉層。
【文檔編號(hào)】F04B25/00GK106014508SQ201610546070
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月12日
【發(fā)明人】韓中合, 龐永超
【申請(qǐng)人】華北電力大學(xué)（保定）