一種穩(wěn)定運(yùn)行的絕熱壓縮空氣蓄能發(fā)電方法及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種穩(wěn)定運(yùn)行的絕熱壓縮空氣蓄能發(fā)電方法及其系統(tǒng)，其技術(shù)方案是：在電網(wǎng)低谷負(fù)荷時(shí)，利用設(shè)置在儲(chǔ)氣室的蛇形盤管熱管換熱器和壓氣機(jī)出口的逆流氣液熱管換熱器，通過強(qiáng)制循環(huán)，梯級(jí)吸收壓氣蓄能過程的壓縮熱，并將吸收的熱量存儲(chǔ)在儲(chǔ)熱裝置；在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)，釋放儲(chǔ)熱裝置的熱量，利用設(shè)置在透平機(jī)入口的放氣逆流氣液熱管換熱器和設(shè)置在儲(chǔ)氣室的蛇形盤管熱管換熱器，通過強(qiáng)制循環(huán)提高進(jìn)入透平機(jī)的氣體溫度并吸收儲(chǔ)氣室膨脹冷，保持儲(chǔ)氣室溫度相對(duì)穩(wěn)定。本發(fā)明梯級(jí)吸收壓氣蓄能過程的壓縮熱和放氣發(fā)電過程產(chǎn)生的膨脹冷，既可使儲(chǔ)氣室內(nèi)空氣保持恒定溫度，提高系統(tǒng)整體運(yùn)行效率，又可保證儲(chǔ)氣室安全，保障機(jī)組連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
【專利說明】一種穩(wěn)定運(yùn)行的絕熱壓縮空氣蓄能發(fā)電方法及其系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)電技術(shù)，特別是一種穩(wěn)定運(yùn)行的絕熱壓縮空氣蓄能發(fā)電方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]壓縮空氣蓄能是一種具有發(fā)展?jié)摿Φ拇笠?guī)模蓄能方式，它具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、成本低、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)在使用電力驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)壓縮空氣并存入儲(chǔ)氣室的過程中，壓氣機(jī)出口空氣溫度以及儲(chǔ)氣室內(nèi)空氣溫度都將隨之提高。并且儲(chǔ)氣室內(nèi)空氣壓力上升越快，儲(chǔ)氣室內(nèi)的空氣溫度上升幅度也越大。反之，在儲(chǔ)氣室的放氣過程中，儲(chǔ)氣室壓力將隨著壓縮空氣的釋放而降低，隨著儲(chǔ)氣室壓力的降低，儲(chǔ)氣室內(nèi)空氣的溫度也會(huì)隨之降低，且儲(chǔ)氣室的溫度降低幅度與儲(chǔ)氣室壓力下降幅度直接相關(guān)。現(xiàn)有的壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)，儲(chǔ)氣室與周圍環(huán)境的熱傳遞僅靠?jī)?chǔ)氣室壁面與環(huán)境之間的自然散熱，儲(chǔ)氣室內(nèi)空氣溫度變化幅度直接與儲(chǔ)氣室壓力變化率相關(guān)，其溫度并不受控，散熱不暢尤其是短時(shí)間快速的儲(chǔ)氣室壓力上升或下降，將導(dǎo)致儲(chǔ)氣室溫度快速上升或下降。儲(chǔ)氣室內(nèi)空氣溫度反復(fù)頻繁的升高與降低，會(huì)影響壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)氣蓄能功耗和發(fā)電效率，如:儲(chǔ)氣室內(nèi)空氣溫度上升會(huì)增加儲(chǔ)氣蓄能的功耗，儲(chǔ)氣室內(nèi)空氣溫度降低將直接導(dǎo)致從儲(chǔ)氣室中放出的驅(qū)動(dòng)透平工作的壓縮空氣溫度降低，從而降低了壓縮空氣的做功能力。此夕卜，儲(chǔ)氣室內(nèi)空氣溫度反復(fù)頻繁的身高與降低，還會(huì)對(duì)蓄能及放氣發(fā)電過程的穩(wěn)定性及儲(chǔ)氣室的安全運(yùn)行產(chǎn)生重要影響，例如由于長(zhǎng)時(shí)間的冷熱變化，儲(chǔ)氣室壁面材料疲勞老化，儲(chǔ)氣室壁面反復(fù)冷熱交變?cè)斐傻钠趽p傷將影響儲(chǔ)氣室安全運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種旨在提高系統(tǒng)整體運(yùn)行效率及儲(chǔ)氣室安全性能的能夠穩(wěn)定運(yùn)行的絕熱壓縮空氣蓄能發(fā)電方法及其系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明所述問題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種穩(wěn)定運(yùn)行的絕熱壓縮空氣蓄能發(fā)電方法，在電網(wǎng)低谷負(fù)荷時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)壓縮空氣并存儲(chǔ)于儲(chǔ)氣室，電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)儲(chǔ)氣室釋放空氣，高壓空氣膨脹對(duì)外做功，經(jīng)透平機(jī)發(fā)電，其特別之處是:電網(wǎng)低谷負(fù)荷時(shí)，利用設(shè)置在儲(chǔ)氣室的蛇形盤管熱管換熱器和壓氣機(jī)出口的逆流氣液熱管換熱器，通過強(qiáng)制循環(huán)，梯級(jí)吸收壓氣蓄能過程的壓縮熱，并將吸收的熱量存儲(chǔ)在儲(chǔ)熱裝置；在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)，釋放儲(chǔ)熱裝置的熱量，利用設(shè)置在透平機(jī)入口的放氣逆流氣液熱管換熱器和設(shè)置在儲(chǔ)氣室的蛇形盤管熱管換熱器，通過強(qiáng)制循環(huán)提高進(jìn)入透平機(jī)的氣體溫度并吸收儲(chǔ)氣室膨脹冷，并保持儲(chǔ)氣室溫度相對(duì)穩(wěn)定。
[0005]一種穩(wěn)定運(yùn)行的絕熱壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)，它包括低壓壓氣機(jī)、高壓壓氣機(jī)、儲(chǔ)氣室和透平機(jī)，儲(chǔ)氣室進(jìn)氣管路連通高壓壓氣機(jī)，儲(chǔ)氣室出氣管路連通透平機(jī)，特別之處是，所述儲(chǔ)氣室內(nèi)設(shè)有蛇形盤管熱管換熱器，儲(chǔ)氣室出氣管路處設(shè)有放氣逆流氣液熱管換熱器，所述系統(tǒng)還設(shè)有吸熱儲(chǔ)熱支路、放氣發(fā)電支路和放熱平衡支路，所述吸熱儲(chǔ)熱支路包括蓄水池、升壓泵、進(jìn)口三向閥、蛇形盤管熱管換熱器、出口三向閥、儲(chǔ)熱裝置和將上述部件連接的管路；所述放氣發(fā)電支路包括儲(chǔ)氣室、放氣逆流氣液熱管換熱器、透平機(jī)、發(fā)電機(jī)和將上述部件依次連接的管路；所述放熱平衡支路包括儲(chǔ)熱裝置、循環(huán)泵、放氣逆流氣液熱管換熱器、進(jìn)口三向閥、蛇形盤管熱管換熱器、出口三向閥、蓄水池和將上述部件依次連接的管路。
[0006]上述穩(wěn)定運(yùn)行的絕熱壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)，所述吸熱儲(chǔ)熱支路還包括低壓逆流氣液熱管換熱器和高壓逆流氣液熱管換熱器，所述低壓逆流氣液熱管換熱器位于低壓壓氣機(jī)和高壓壓氣機(jī)之間，所述高壓逆流氣液熱管換熱器位于高壓壓氣機(jī)和儲(chǔ)氣室之間。
[0007]上述穩(wěn)定運(yùn)行的絕熱壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)，所述蛇形盤管熱管換熱器由盤管和多個(gè)與盤管連接的盤管熱管構(gòu)成，盤管呈蛇形設(shè)置在儲(chǔ)氣室內(nèi)，盤管螺旋環(huán)繞在各盤管熱管的一端，各盤管熱管的另一端設(shè)有傘狀翅片。
[0008]上述穩(wěn)定運(yùn)行的絕熱壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)，所述高壓逆流氣液熱管換熱器包括殼體，殼體內(nèi)并排設(shè)置熱管，由密封隔板將殼體分隔為空氣腔室和水腔室，各熱管兩側(cè)分別位于空氣腔室和水腔室內(nèi)，空氣腔室的兩端分別設(shè)有空氣進(jìn)口和空氣出口，水腔室內(nèi)分別設(shè)有水進(jìn)口和水出口，空氣進(jìn)口和水出口位于殼體的一端，空氣出口和水進(jìn)口位于殼體的
另一端。
[0009]上述穩(wěn)定運(yùn)行的絕熱壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)，所述設(shè)置在高壓逆流氣液熱管換熱器內(nèi)的熱管兩端設(shè)有傘狀翅片。
[0010]上述穩(wěn)定運(yùn)行的絕熱壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)，所述放氣逆流氣液熱管換熱器、低壓逆流氣液熱管換熱器與高壓逆流氣液熱管換熱器為相同結(jié)構(gòu)。
[0011]上述穩(wěn)定運(yùn)行的絕熱壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)，所述儲(chǔ)熱裝置為保溫良好的耐壓熱水罐。
[0012]本發(fā)明利用逆流氣液熱管換熱器、蛇形盤管熱管換熱器，通過強(qiáng)制循環(huán)的方式，梯級(jí)吸收壓氣蓄能過程的壓縮熱和放氣發(fā)電過程產(chǎn)生的膨脹冷，其主要優(yōu)點(diǎn)如下:1、在壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)充氣蓄能時(shí)，通過蛇形盤管熱管換熱器和逆流氣液熱管換熱器梯級(jí)回收熱量，并將吸收的熱量存儲(chǔ)在儲(chǔ)熱裝置；在壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)放氣發(fā)電時(shí)，釋放儲(chǔ)熱裝置的熱量，通過放氣逆流氣液熱管換熱器提高進(jìn)入透平的空氣溫度，通過蛇形盤管熱管換熱器吸收儲(chǔ)氣室內(nèi)的膨脹冷量，從而達(dá)到無論是充氣還是放氣過程都可以保證儲(chǔ)氣室內(nèi)空氣溫度相對(duì)穩(wěn)定，避免儲(chǔ)氣室壁面反復(fù)冷熱交變?cè)斐傻钠趽p傷；2、壓縮熱梯級(jí)回收，考慮到壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)在充氣蓄能過程的特點(diǎn)及自然散熱等原因，利用升壓泵驅(qū)動(dòng)水依次逐級(jí)流過蛇形盤管熱管換熱器、低壓逆流氣液熱管換熱器、高壓逆流氣液熱管換熱器，采用吸熱溫度由低到高的順序，逐級(jí)提高所儲(chǔ)熱水的溫度，梯級(jí)回收壓縮熱；3、壓縮熱充分回收利用于放氣發(fā)電過程，既提高了充氣蓄能及放氣發(fā)電過程的穩(wěn)定性，也提高了系統(tǒng)整體運(yùn)行效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0014]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的示意圖；
圖2是蛇形盤管熱管換熱器示意圖； 圖3是高壓逆流氣液熱管換熱器示意圖。
[0015]圖中各標(biāo)號(hào)清單為:1、電動(dòng)機(jī)，2、低壓壓氣機(jī)，3、低壓逆流氣液熱管換熱器，4、高壓壓氣機(jī)，5、高壓逆流氣液熱管換熱器，5-1、殼體，5-2、熱管，5-3、密封隔板，5-4、空氣進(jìn)口，5-5、空氣出口，5-6、水進(jìn)口，5-7、水出口，6、儲(chǔ)氣室，7、透平機(jī)，8、發(fā)電機(jī)，9、儲(chǔ)熱裝置，
10、循環(huán)泵，11、蓄水池，12、升壓泵，13、蛇形盤管熱管換熱器，13-1、盤管，13_2、盤管熱管，13-2-1、傘狀翅片，13-3、連接件，14、放氣逆流氣液熱管換熱器，15、出口三向閥，16、進(jìn)口三向閥。
【具體實(shí)施方式】
[0016]參看圖1，本發(fā)明的工作原理如下:在電網(wǎng)低谷負(fù)荷時(shí)期，壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)的低壓壓氣機(jī)2、高壓壓氣機(jī)4開始工作，壓縮空氣經(jīng)管道被連續(xù)充入儲(chǔ)氣室6，壓氣機(jī)出口空氣溫度以及儲(chǔ)氣室內(nèi)空氣溫度都將隨之提高。此時(shí)，升壓泵12開始工作，將水從蓄水池
11中抽出，經(jīng)進(jìn)口三向閥16送入蛇形盤管熱管換熱器13中吸收儲(chǔ)氣室6內(nèi)的壓縮熱；吸熱后的熱水在壓力的作用下，經(jīng)出口三向閥15進(jìn)入高壓逆流氣液熱管換熱器5、低壓逆流氣液熱管換熱器3中依次吸收壓氣機(jī)的級(jí)后及級(jí)間壓縮熱，經(jīng)過梯級(jí)回收的熱量送入儲(chǔ)熱裝置9中保溫儲(chǔ)存。在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)期，壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)氣室6開始放氣，膨脹氣體對(duì)外做功進(jìn)入透平機(jī)7，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)8發(fā)電。儲(chǔ)氣室的放氣過程中，儲(chǔ)氣室壓力將隨著壓縮空氣的釋放而降低，儲(chǔ)氣室內(nèi)空氣的溫度也會(huì)隨之降低。此時(shí)儲(chǔ)熱裝置9的出口閥門打開，由循環(huán)泵10升壓后送入放氣逆流氣液熱管換熱器14放熱，加熱進(jìn)入透平機(jī)的氣體，提高系統(tǒng)整體運(yùn)行效率；由放氣逆流氣液熱管換熱器14流出的、還帶一部分余熱的水經(jīng)進(jìn)口三向閥16進(jìn)入蛇形盤管熱管換熱器13，吸收儲(chǔ)氣室內(nèi)的膨脹冷量，保持儲(chǔ)氣室溫度相對(duì)穩(wěn)定，最后經(jīng)出口三向閥15進(jìn)入蓄水池11中保存。綜上所述，本發(fā)明利用逆流氣液熱管換熱器、蛇形盤管熱管換熱器，通過強(qiáng)制循環(huán)的方式，梯級(jí)吸收壓氣蓄能過程的壓縮熱和放氣發(fā)電過程產(chǎn)生的膨脹冷，既可使儲(chǔ)氣室內(nèi)空氣保持相對(duì)恒定的溫度，提高了系統(tǒng)整體運(yùn)行效率，也可保證儲(chǔ)氣室安全，避免儲(chǔ)氣室壁面反復(fù)冷熱交變?cè)斐傻钠趽p傷，保障機(jī)組連續(xù)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。
[0017]仍參看圖1，本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)包括低壓壓氣機(jī)2、高壓壓氣機(jī)4、儲(chǔ)氣室6、透平機(jī)
7、低壓逆流氣液熱管換熱器3、高壓逆流氣液熱管換熱器5、放氣逆流氣液熱管換熱器14、吸熱儲(chǔ)熱支路、放氣發(fā)電支路和放熱平衡支路。儲(chǔ)氣室6的進(jìn)氣管路連通高壓壓氣機(jī)，儲(chǔ)氣室的出氣管路連通透平機(jī)，儲(chǔ)氣室內(nèi)設(shè)有蛇形盤管熱管換熱器13。所述放氣逆流氣液熱管換熱器14設(shè)置在儲(chǔ)氣室的出氣管路處，所述低壓逆流氣液熱管換熱器3位于低壓壓氣機(jī)2和高壓壓氣機(jī)5之間，所述高壓逆流氣液熱管換熱器位于高壓壓氣機(jī)和儲(chǔ)氣室6之間。
[0018]仍參看圖1、所述吸熱儲(chǔ)熱支路用于系統(tǒng)壓縮空氣蓄能階段梯級(jí)回收熱量。吸熱儲(chǔ)熱支路由蓄水池11、升壓泵12、進(jìn)口三向閥16、蛇形盤管熱管換熱器13、出口三向閥15、高壓逆流氣液熱管換熱器5、低壓逆流氣液熱管換熱器3、儲(chǔ)熱裝置9和相應(yīng)管路依次連接構(gòu)成。吸熱儲(chǔ)熱支路的工作過程如下:升壓泵12開始工作，將水從蓄水池11中抽出，經(jīng)進(jìn)口三向閥16送入蛇形盤管熱管換熱器13中吸收儲(chǔ)氣室6內(nèi)的壓縮熱，吸熱后的熱水在壓力的作用下，經(jīng)出口三向閥15進(jìn)入高壓逆流氣液熱管換熱器5、低壓逆流氣液熱管換熱器3中吸收壓氣機(jī)的級(jí)間及級(jí)后壓縮熱，最后送入儲(chǔ)熱裝置9中保溫儲(chǔ)存。[0019]仍參看圖1、所述放熱平衡支路用于系統(tǒng)放氣發(fā)電階段提高進(jìn)入透平機(jī)的氣體溫度并平衡儲(chǔ)氣室溫度。放熱平衡支路由依次經(jīng)相應(yīng)的管路連接的儲(chǔ)熱裝置9、循環(huán)泵10、放氣逆流氣液熱管換熱器14、進(jìn)口三向閥16、蛇形盤管熱管換熱器13、出口三向閥15和蓄水池11。放熱平衡支路的工作過程如下:儲(chǔ)熱裝置9的出口閥門打開，由循環(huán)泵10升壓后送入放氣逆流氣液熱管換熱器14放熱，放熱后還帶一部分余熱的水經(jīng)進(jìn)口三向閥16進(jìn)入蛇形盤管熱管換熱器13，吸收儲(chǔ)氣室內(nèi)的膨脹冷量，最后經(jīng)出口三向閥15進(jìn)入蓄水池11中保存。
[0020]仍參看圖1、所述放氣發(fā)電支路用于提高進(jìn)入透平機(jī)氣體的溫度。放氣發(fā)電支路由依次經(jīng)相應(yīng)的管路連接的儲(chǔ)氣室6、放氣逆流氣液熱管換熱器14、透平機(jī)7、發(fā)電機(jī)8。放氣發(fā)電支路的工作過程如下:在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)期，壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)氣室6開始放氣，空氣經(jīng)放氣逆流氣液熱管換熱器14吸熱后，再進(jìn)入透平機(jī)7驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)8發(fā)電。
[0021]參看圖1、圖2，本發(fā)明設(shè)置在儲(chǔ)氣室內(nèi)的蛇形盤管熱管換熱器13用于吸收壓氣蓄能過程產(chǎn)生的壓縮熱和放氣發(fā)電過程產(chǎn)生的膨脹冷。蛇形盤管熱管換熱器13由盤管13-1和多個(gè)與盤管連接的盤管熱管13-2構(gòu)成，盤管的整體走向呈蛇形設(shè)置在儲(chǔ)氣室內(nèi)，盤管螺旋環(huán)繞在各盤管熱管的一端，各盤管熱管的另一端設(shè)有傘狀翅片13-2-1。系統(tǒng)壓縮空氣蓄能階段，盤管熱管吸收儲(chǔ)氣室的熱量，加熱盤管中由蓄水池泵入的水；系統(tǒng)放氣發(fā)電階段，盤管內(nèi)流動(dòng)的由儲(chǔ)熱裝置泵入的熱水經(jīng)盤管熱管放熱，吸收儲(chǔ)氣室內(nèi)的膨脹冷，保持儲(chǔ)氣室內(nèi)的溫度相對(duì)穩(wěn)定。盤管螺旋環(huán)繞在盤管熱管一端的結(jié)構(gòu)，有利于提高熱管的工作效率。為保證盤管熱管的位置穩(wěn)定牢靠，各盤管熱管可采用連接件13-3固定連接。
[0022]本發(fā)明所述高壓逆流氣液熱管換熱器5、放氣逆流氣液熱管換熱器14、低壓逆流氣液熱管換熱器3作為空氣和水的熱交換器，可顯著提高換熱效率。其中，低壓逆流氣液熱管換熱器3、高壓逆流氣液熱管換熱器5熱流體為空氣，冷流體為水；放氣逆流氣液熱管換熱器14的熱流體為水，冷流體為空氣。參看圖3，高壓逆流氣液熱管換熱器5的構(gòu)成包括殼體5-1,殼體內(nèi)并排設(shè)置熱管5-2,熱管5-2的兩端設(shè)有傘狀翅片。由密封隔板5-3將殼體分隔為空氣腔室和水腔室，各熱管兩側(cè)分別位于空氣腔室和水腔室內(nèi)，空氣腔室的兩端分別設(shè)有空氣進(jìn)口 5-4和空氣出口 5-5，水腔室內(nèi)分別設(shè)有水進(jìn)口 5-6和水出口 5-7，空氣進(jìn)口和水出口位于殼體的一端，空氣出口和水進(jìn)口位于殼體的另一端。在換熱過程中，熱的空氣依次通過并列布置的熱管的吸熱端，空氣溫度逐漸降低，至空氣出口 5-5時(shí)，空氣溫度已降至較低的溫度。冷的吸熱工質(zhì)水逆向進(jìn)入逆流氣液熱管換熱器，依次通過列布置的熱管的放熱端，水的溫度逐漸升高。冷熱流體均逐級(jí)換熱，有效降低了換熱溫差，提高了換熱效率，吸收了壓氣機(jī)的壓縮熱。放氣逆流氣液熱管換熱器14、低壓逆流氣液熱管換熱器3與高壓逆流氣液熱管換熱器5的結(jié)構(gòu)相同，此處不做贅述。
[0023]本發(fā)明所述儲(chǔ)熱裝置9為保溫良好的耐壓熱水罐。
【權(quán)利要求】
1.一種穩(wěn)定運(yùn)行的絕熱壓縮空氣蓄能發(fā)電方法，在電網(wǎng)低谷負(fù)荷時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)壓縮空氣并存儲(chǔ)于儲(chǔ)氣室，電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)儲(chǔ)氣室釋放高壓空氣，高壓空氣膨脹對(duì)外做功，經(jīng)透平機(jī)發(fā)電，其特征在于:電網(wǎng)低谷負(fù)荷時(shí)，利用設(shè)置在儲(chǔ)氣室的蛇形盤管熱管換熱器和壓氣機(jī)出口的逆流氣液熱管換熱器，通過強(qiáng)制循環(huán)，梯級(jí)吸收壓氣蓄能過程的壓縮熱，并將吸收的熱量存儲(chǔ)在儲(chǔ)熱裝置；在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)，釋放儲(chǔ)熱裝置的熱量，利用設(shè)置在透平機(jī)入口的放氣逆流氣液熱管換熱器和設(shè)置在儲(chǔ)氣室的蛇形盤管熱管換熱器，通過強(qiáng)制循環(huán)提高進(jìn)入透平機(jī)的氣體溫度并吸收儲(chǔ)氣室膨脹冷，并保持儲(chǔ)氣室溫度相對(duì)穩(wěn)定。
2.一種穩(wěn)定運(yùn)行的絕熱壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)，它包括低壓壓氣機(jī)(2)、高壓壓氣機(jī)(4)、儲(chǔ)氣室(6)和透平機(jī)(7)，儲(chǔ)氣室進(jìn)氣管路連通高壓壓氣機(jī)，儲(chǔ)氣室出氣管路連通透平機(jī)，其特征在于，所述儲(chǔ)氣室內(nèi)設(shè)有蛇形盤管熱管換熱器(13)，儲(chǔ)氣室出氣管路處設(shè)有放氣逆流氣液熱管換熱器(14)，所述系統(tǒng)還設(shè)有吸熱儲(chǔ)熱支路、放氣發(fā)電支路和放熱平衡支路，所述吸熱儲(chǔ)熱支路包括蓄水池(11)、升壓泵(12)、進(jìn)口三向閥(16)、蛇形盤管熱管換熱器(13 )、出口三向閥(15 )、儲(chǔ)熱裝置(9 )和將上述部件連接的管路；所述放氣發(fā)電支路包括儲(chǔ)氣室(6)、放氣逆流氣液熱管換熱器(14)、透平機(jī)(7)、發(fā)電機(jī)(8)和將上述部件依次連接的管路；所述放熱平衡支路包括儲(chǔ)熱裝置(9)、循環(huán)泵(10)、放氣逆流氣液熱管換熱器(14)、進(jìn)口三向閥(16)、蛇形盤管熱管換熱器(13)、出口三向閥(15)、蓄水池(11)和將上述部件依次連接的管路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的穩(wěn)定運(yùn)行的絕熱壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述吸熱儲(chǔ)熱支路還包括低壓逆流氣液熱管換熱器(3)和高壓逆流氣液熱管換熱器(5)，所述低壓逆流氣液熱管換熱器位于低壓壓氣機(jī)(2)和高壓壓氣機(jī)(4)之間，所述高壓逆流氣液熱管換熱器位于高壓壓氣機(jī)和儲(chǔ)氣室(6)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的穩(wěn)定運(yùn)行的絕熱壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述蛇形盤管熱管換熱器(13)由盤管(13-1)和多個(gè)與盤管連接的盤管熱管(13-2)構(gòu)成，盤管呈蛇形設(shè)置在儲(chǔ)氣室內(nèi)，盤管螺旋環(huán)繞在各盤管熱管的一端，各盤管熱管的另一端設(shè)有傘狀翅片(13-2-1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的穩(wěn)定運(yùn)行的絕熱壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓逆流氣液熱管換熱器包括殼體(5-1)，殼體內(nèi)并排設(shè)置熱管(5-2)，由密封隔板(5-3)將殼體分隔為空氣腔室和水腔室，各熱管兩側(cè)分別位于空氣腔室和水腔室內(nèi)，空氣腔室的兩端分別設(shè)有空氣進(jìn)口(5-4)和空氣出口(5-5)，水腔室內(nèi)分別設(shè)有水進(jìn)口(5-6)和水出口(5-7 )，空氣進(jìn)口和水出口位于殼體的一端，空氣出口和水進(jìn)口位于殼體的另一端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的穩(wěn)定運(yùn)行的絕熱壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)置在高壓逆流氣液熱管換熱器內(nèi)的熱管(5-2)兩端設(shè)有傘狀翅片。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的穩(wěn)定運(yùn)行的絕熱壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述放氣逆流氣液熱管換熱器(14)、低壓逆流氣液熱管換熱器(3)與高壓逆流氣液熱管換熱器(5)為相同結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的穩(wěn)定運(yùn)行的絕熱壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)熱裝置(9)為保溫良好的耐壓熱水罐。
【文檔編號(hào)】F04B35/04GK103775207SQ201410042116
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月29日
【發(fā)明者】冉鵬, 王亞瑟 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)（保定）