CN114893383A - 一种先进等温压缩空气储能装置及其使用方法 - Google Patents

一种先进等温压缩空气储能装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种先进等温压缩空气储能装置及其使用方法,包括:电动机、压缩‑换热耦合式压缩机、储气罐、膨胀‑换热耦合式膨胀机、蓄热装置、蓄冷装置和发电机;所述电动机与所述压缩‑换热耦合式压缩机、储气罐、膨胀‑换热耦合式膨胀机和发电机依次连接;其中,所述压缩‑换热耦合式压缩机和所述膨胀‑换热耦合式膨胀机之间还连接有两个旁路,所述旁路上分别连接所述蓄热装置和所述蓄冷装置;使用方法包括气液增压过程和气液膨胀过程;储能时,空气经所述的气液增压过程,将能量储存后,进入储气罐;释能时,储气罐中的高压空气排出,经所述的气液膨胀过程,将储存的能量释放。

Description

一种先进等温压缩空气储能装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及储能技术领域,更具体的说是涉及一种先进等温压缩空气储能装置及其使用方法。
背景技术
太阳能和风能等可再生能源,因其消耗后不产生或极少产生污染,可以有效降低碳排放不断增长带来的恶劣环境影响。目前,全球大部分国家都在积极采取行动减少二氧化碳排放。中国的目标是在2060年实现二氧化碳排放量和吸收量相等,最主要的实现途径就是发展可再生能源。
利用可再生能源通常会导致发电不稳定的情况,可以用储能技术来提高电网稳定性。与其他现有技术相比,压缩空气储能技术以其环境友好且储能容量大的优势,受到越来越多的关注。
压缩空气储能是一种大规模储存电能的技术,具有寿命长和系统容量大等特点,传统的压缩空气储能系统已在部分国家投入商业运行。例如,德国Huntorf电站于1978年建成,压缩功率60MW,释能输出功率为290MW,储能系统需燃烧化石燃料补充热能来发电,排放二氧化碳,系统总效率仅为42%;美国McIntosh压缩空气储能电站于1991年投入运行,可实现连续41小时空气压缩和26小时发电,该系统可回收燃气排气余热,对膨胀机入口压缩空气进行预热,减少25%的燃气消耗,系统总效率达到54%;中国金坛盐穴压缩空气储能国家示范项目,基于先进绝热压缩系统,回收并储存压缩过程产生的压缩热,在释能发电时加热高压空气,但在压缩过程和与换热器的热交换过程中会产生热量的损失,系统总效率为55%-61%。有很多项目都利用了不同方法来提高压缩空气储能系统的效率,但这不仅提高了系统的复杂程度,还增加了成本。
在未来,如何做到摒弃燃料补然,实现运行过程中无燃烧和零碳排,并且能量转换效率高的压缩空气储能系统,是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种基于蓄热和蓄冷的压缩空气储能系统及其方法,以提高压缩空气储能系统的效率,降低压缩空气储能的成本和提高储存经济性。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种先进等温压缩空气储能装置,包括:电动机、压缩-换热耦合式压缩机、储气罐、膨胀-换热耦合式膨胀机、蓄热装置、蓄冷装置和发电机;
所述电动机与所述压缩-换热耦合式压缩机、储气罐、膨胀-换热耦合式膨胀机和发电机依次连接;
其中,所述压缩-换热耦合式压缩机和所述膨胀-换热耦合式膨胀机之间还连接有两个旁路,所述旁路上分别连接所述蓄热装置和所述蓄冷装置。
优选的,所述压缩-换热耦合式压缩机包括压缩腔、第一换热器、第一传热介质、第一囊式蓄能器、第一汇流板;
其中,所述压缩腔包括第二汇流板、第一散热管和第三汇流板;所述第二汇流板与所述第一散热管、第三汇流板从上到下依次连接;
所述第一换热器包括第一换热腔、第一蓄能介质、第一液压泵和第二液液压泵;所述第一换热腔设置于所述第一散热管外部;所述第一蓄能介质填充于所述第一换热腔内部和所述第一散热管外部;所述第一液压泵和第二液压泵对称连接于所述第一换热腔下侧;
所述第一液压泵与所述蓄冷装置连接;所述第二液压泵与所述蓄热装置连接;
所述第一传热介质填充于所述第一散热管内部、所述第三汇流板内部以及所述第一囊式蓄能器内部;
所述第一囊式蓄能器设置于所述第三汇流板底部,且与所述第三汇流板连接;所述第一汇流板设置于所述第一囊式蓄能器底部,且与所述第一囊式蓄能器连接。
优选的,所述第二汇流板两侧对称设置有第一进气口和第一排气口;所述第一进气口与外界空气连接;所述第一排气口与所述储气罐连接。
优选的,所述第一囊式蓄能器内还设置有第一气囊和第一传动介质,所述第一传热介质设置于所述气囊上部;所述第一传动介质设置于所述第一气囊下部;
所述第一汇流板两侧对称设置有第三液压泵和第一液压马达;所述第三液压泵与所述电动机连接。
优选的,所述膨胀-换热耦合式膨胀机包括膨胀腔、第二换热器、第二传热介质、第二囊式蓄能器、第四汇流板;
其中,所述膨胀腔包括第五汇流板、第二散热管和第六汇流板;所述第五汇流板、第二散热管和第六汇流板从上到下依次连接;
所述第二换热器包括第二换热腔、第二蓄能介质、第四液压泵和第五液液压泵;所述第二换热腔设置于所述第二散热管外部;所述第二蓄能介质填充于所述第二换热腔内部和所述第二散热管外部;所述第四液压泵和第五液压泵对称连接于所述第二换热腔下侧;
所述第四液压泵与所述蓄热装置连接;所述第五液压泵与所述蓄冷装置连接;
所述第二传热介质填充于所述第二散热管内部、第六汇流板内部以及所述第二囊式蓄能器内部;
所述第二囊式蓄能器设置于所述第六汇流板底部,且与所述第六汇流板连接;所述第四汇流板设置于所述第二囊式蓄能器底部,且与所述第二囊式蓄能器连接。
优选的,所述第五汇流板两侧对称设置有第二进气口和第二排气口;所述第二进气口与所述储气罐连接;所述第二排气口与外界空气连接。
优选的,所述第二囊式蓄能器内还设置有第二气囊和第二传动介质,所述第二传热介质设置于所述第二气囊上部;所述第二传动介质设置于所述第二气囊下部;
所述第四汇流板两侧对称设置有第六液压泵和第二液压马达;所述第二液压马达与所述发电机连接。
优选的,所述第一散热管设置有若干根,若干根第一散热管并联连接形成第一散热管阵列,所述第一散热管阵列的排列方式为顺排或叉排;
所述第二散热管设置有若干根,若干根第二散热管并联连接形成第二散热管阵列,所述第二散热管阵列的排列方式为顺排或叉排。
上述的一种先进等温压缩空气储能装置的使用方法,包括气液增压过程和气液膨胀过程;
储能时,空气经所述的气液增压过程,将能量储存后,进入储气罐;
所述气液增压过程,包括以下步骤:
(1)进气过程:打开第一进气口,并关闭第一排气口,使空气经第二汇流板充入第一散热管内,空气推动第一囊式蓄能器的第一皮囊向下运动,第一传动介质通过第一液压马达转动排出;
(2)压缩过程:关闭第一进气口和第一排气口,电动机驱使第三液压泵将第一传动介质注入第一囊式蓄能器,第一皮囊向上运动,推动第一传热介质对第一散热管中空气进行压缩,从而使空气温度上升,高压空气与第一传热介质接触,压缩热以对流换热传递至第一散热管管壁和第一传热介质,第一传热介质在第一散热管内流动,第一散热管管壁向第一蓄能介质和第一传热介质散热;
(3)蓄热过程:第一液压泵从蓄冷装置中将低于环境温度的第一蓄能介质注入第一换热腔,与第一散热管外壁接触,第一散热管内空气压缩温度上升,空气与第一散热管对流换热使第一散热管温度上升,第一蓄能介质向第一散热管管壁传递冷量,使第一散热管温度降低,第一散热管外管壁向第一蓄能介质传递热量,第一散热管内外对流换热将空气压缩热传递至第一蓄能介质,第一蓄能介质温度升高后由第二液压泵驱动充入蓄热装置;
(4)排气过程:打开第一排气口,排出高压空气,充入储气罐;
释能时,储气罐中的高压空气排出,经所述的气液膨胀过程,将储存的能量释放;
所述气液膨胀过程,包括以下步骤:
1)进气过程:打开第二进气口,并关闭第二排气口,使高压空气经第五汇流板充入第二散热管内,空气推动第二囊式蓄能器的第二皮囊向下运动,第二传动介质通过驱动第二液压马达转动排出;
2)膨胀过程:关闭第二进气口和第二排气口,高压空气膨胀压力降低,温度降低,高压空气与第二传热介质接触,以对流换热从第二传热介质和第二散热管管壁吸收热量,第二传热介质在第二散热管内流动,第二蓄能介质和第二传热介质向第二散热管管壁传递热量,高压空气体积增加,推动第二囊式蓄能器的第二皮囊向下运动,第二传动介质驱动第二液压马达带动发电机转动产生电力,将高压空气中储存的能量释放;
3)蓄冷过程:第四液压泵从蓄热装置中将高于环境温度的第二蓄能介质注入第二换热腔,与散热管外壁接触,第二散热管内空气膨胀温度降低,空气与第二散热管对流换热使第二散热管温度降低,第二蓄能介质向第二散热管管壁传递热量,使第二散热管温度升高,第二散热管管壁向第二蓄能介质传递冷量,第二散热管内外对流换热将空气膨胀产生的冷量传递至第二蓄能介质,第二蓄能介质温度降低后由第五液压泵驱动充入蓄冷装置;
4)排气过程:打开第二排气口,排出空气。
经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:本发明引入压缩-换热耦合式压缩机和膨胀-换热耦合式膨胀机,在压缩过程中,大比表面积的散热管阵列增大压缩空气的换热面积,散热管外从蓄冷装置流入的低于环境温度的蓄能介质吸收热量,散热管内外对流换热即稳定了散热管壁温度,实现空气压缩过程中保持等温,又将压缩热传递至蓄能介质,流入蓄热装置储存,提高压缩效率;在膨胀过程中,散热管外从蓄热装置流入的高于环境温度的蓄能介质释放热量并吸收冷量,摒弃燃料补然,散热管内外对流换热即稳定了散热管壁温度,实现空气膨胀过程中保持等温,又将冷量传递至蓄能介质,流入蓄冷装置储存,提高系统能量转换效率。本发明以近常温蓄热代替燃料补然,实现零碳排和高效压缩空气储能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明提出的一种基于蓄热和蓄冷的先进等温压缩空气储能系统原理图;
图2是本发明提出的压缩-换热耦合式压缩机的原理图;
图3是本发明提出的膨胀-换热耦合式膨胀机的原理图;
图4是本发明蓄能过程空气和压缩-换热耦合式压缩机的运动方向图;
图5是本发明释能过程空气和膨胀-换热耦合式膨胀机的运动方向图;
图6是本发明二级压缩和膨胀系统原理图;
图7是本发明多级压缩和膨胀系统原理图。
图中:
1-大气;2-电动机;3-压缩-换热耦合式压缩机;4-蓄热装置;5-蓄冷装置;6-膨胀-换热耦合式膨胀机;7-发电机;8-储气罐;9-第一进气口;10-第一排气口;11-压缩腔;11a-第二汇流板;11b-第一散热管;11c-第三汇流板;12-第一换热器;12a-第一换热腔;12b-第一蓄能介质;12c-第一液压泵;12d-第二液压泵;13-第一传热介质;14-第一囊式蓄能器;15-第一皮囊;16-第一传动介质;17-第一汇流板;18-第三液压泵;19-第一液压马达;20-第二进气口;21-第二排气口;22-膨胀腔;22a-第五汇流板;22b-第二散热管;22c-第六汇流板;23-第二换热器;23a-第二换热腔;23b-第二蓄能介质;23c-第四液压泵;23d-第五液压泵;24-第二传热介质;25-第二囊式蓄能器;26-第二皮囊;27-第二传动介质;28-第四汇流板;29-第六液压泵;30-第二液压马达。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种先进等温压缩空气储能装置,包括:电动机2、压缩-换热耦合式压缩机3、储气罐8、膨胀-换热耦合式膨胀机6、蓄热装置4、蓄冷装置5和发电机7;
电动机2与压缩-换热耦合式压缩机3、储气罐8、膨胀-换热耦合式膨胀机6和发电机7依次连接;
其中,压缩-换热耦合式压缩机3和膨胀-换热耦合式膨胀机6之间还连接有两个旁路,旁路上分别连接蓄热装置4和蓄冷装置5。
压缩-换热耦合式压缩机3包括压缩腔11、第一换热器12、第一传热介质13、第一囊式蓄能器14、第一汇流板17;
压缩腔11包括第二汇流板11a、第一散热管11b和第三汇流板11c;第二汇流板11a、第一散热管11b和第三汇流板11c从上到下依次连接;
第一换热器12包括第一换热腔12a、第一蓄能介质12b、第一液压泵12c和第二液液压泵12d;第一换热腔12a设置于第一散热管11b外部;第一蓄能介12b填充于所述第一换热腔12a内部和所述第一散热管11b外部;所述第一液压泵12c和第二液压泵12d对称连接于所述第一换热腔12a下侧;
第一液压泵12c与蓄冷装置5连接;第二液压泵12d与蓄热装置4连接;
第一传热介质13填充于第一散热管11b内部、第三汇流板11c内部以及第一囊式蓄能器14内部;
第一囊式蓄能器14设置于第三汇流板11c底部,且与第三汇流板11c连接;第一汇流板17设置于第一囊式蓄能器14底部,且与第一囊式蓄能器14连接。
第二汇流板11a两侧对称设置有第一进气口9和第一排气口10;第一进气口9与外界空气连接;第一排气口10与储气罐8连接;
第一囊式蓄能器14还内设置有第一气囊15和第一传动介质16,第一传热介质13设置于第一气囊15上部;第一传动介质16设置于第一气囊15下部;
第一皮囊15采用橡胶材质,将第一传热介质13和第一传动介质16隔开,减小压缩机内空气向第一传动介质16的溶解;
第一汇流板17两侧对称设置有第三液压泵18和第一液压马达19;第三液压泵18与电动机2连接。
膨胀-换热耦合式膨胀机6包括膨胀腔22、第二换热器23、第二传热介质24、第二囊式蓄能器25、第四汇流板28;
膨胀腔22包括第五汇流板22a、第二散热管22b和第六汇流板22c;第五汇流板22a、第二散热管22b和第六汇流板22c从上到下依次连接;
第二换热器23包括第二换热腔23a、第二蓄能介质23b、第四液压泵23c和第五液液压泵23d;第二换热腔23a设置于第二散热管22b外部;第二蓄能介质23b填充于第二换热腔23a内部和第二散热管22b外部;所述第四液压泵23c和第五液压泵23d对称连接于第二换热腔23a下侧
第四液压泵23c与所述蓄热装置4连接;第五液压泵23d与蓄冷装置连接;
第二传热介质24填充于第二散热管22b内部、第六汇流板22c内部以及第二囊式蓄能器25内部;
第二囊式蓄能器25设置于第六汇流板22c底部,且与第六汇流板22c连接;第四汇流板28设置于第二囊式蓄能器25底部,且与第二囊式蓄能器25连接。
第五汇流板22a两侧对称设置有第二进气口20和第二排气口21,第二进气口20与储气罐8连接;第二排气口21与外界空气连接。
第二囊式蓄能器25内还设置有第二气囊26和第二传动介质27,第二传热介质24设置于第二气囊26上部;第二传动介质27设置于第二气囊26下部;
第二皮囊26采用橡胶材质,将第二传热介质24和第二传动介质27隔开,减小压缩机内空气向第二传动介质27的溶解;
第四汇流板28两侧对称设置有第六液压泵29和第二液压马达30;第二液压马达与发电机7连接。
第一散热管11b设置有若干根,若干根第一散热管11b并联连接形成第一散热管阵列,所述第一散热管阵列的排列方式为顺排或叉排;
所述第二散热管22b设置有若干根,若干根第二散热管22b并联连接形成第二散热管阵列,所述第二散热管阵列的排列方式为顺排或叉排。
实施例2
实施例1中所述的一种先进等温压缩空气储能装置的使用方法,包括气液增压过程和气液膨胀过程;
储能时,空气经所述的气液增压过程,将能量储存后,进入储气罐;
所述气液增压过程,包括以下步骤:
(1)进气过程:打开第一进气口9,并关闭第一排气口10,使空气经第二汇流板11a充入第一散热管11b内,空气推动第一囊式蓄能器14的第一皮囊15向下运动,第一传动介质16通过第一液压马达19转动排出;
(2)压缩过程:关闭第一进气口9和第一排气口10,电动机驱使第三液压泵18将第一传动介质16注入第一囊式蓄能器14,第一皮囊15向上运动,推动第一传热介质13对第一散热管11b中空气进行压缩,从而使空气温度上升,高压空气与第一传热介质13接触,压缩热以对流换热传递至第一散热管11b管壁和第一传热介质13,第一传热介质13在第一散热管11b内流动,第一散热管11b管壁向第一蓄能介质12b和第一传热介质13散热;
(3)蓄热过程:第一液压泵12c从蓄冷装置5中将低于环境温度的第一蓄能介质12b注入第一换热腔12a,与第一散热管11b外壁接触,第一散热管11b内空气压缩温度上升,空气与第一散热管11b对流换热使第一散热管11b温度上升,第一蓄能介质12b向第一散热管11b管壁传递冷量,使第一散热管11b温度降低,第一散热管11b外管壁向第一蓄能介质12b传递热量,第一散热管11b内外对流换热将空气压缩热传递至第一蓄能介质12b,第一蓄能介质12b温度升高后由第二液压泵12d驱动充入蓄热装置5;
(4)排气过程:打开第一排气口10,排出高压空气,充入储气罐8;
释能时,储气罐中的高压空气排出,经所述的气液膨胀过程,将储存的能量释放;
所述气液膨胀过程,包括以下步骤:
1)进气过程:打开第二进气口20,并关闭第二排气口21,使高压空气经第五汇流板22a充入第二散热管22b内,空气推动第二囊式蓄能器25的第二皮囊26向下运动,第二传动介质27通过驱动第二液压马达转动30排出;
2)膨胀过程:关闭第二进气口20和第二排气口21,高压空气膨胀压力降低,温度降低,高压空气与第二传热介质24接触,以对流换热从第二传热介质24和第二散热管22b管壁吸收热量,第二传热介质24在第二散热管22b内流动,第二蓄能介质23b和第二传热介质24向第二散热管22b管壁传递热量,高压空气体积增加,推动第二囊式蓄能器25的第二皮囊26向下运动,第二传动介质27驱动第二液压马达30带动发电机7转动产生电力,将高压空气中储存的能量释放;
3)蓄冷过程:第四液压泵23c从蓄热装置4中将高于环境温度的第二蓄能介质23b注入第二换热腔,与散热管外壁接触,第二散热管22b内空气膨胀温度降低,空气与第二散热管22b对流换热使第二散热管22b温度降低,第二蓄能介质23b向第二散热管22b管壁传递热量,使第二散热管22b温度升高,第二散热管22b管壁向第二蓄能介质23b传递冷量,第二散热管22b内外对流换热将空气膨胀产生的冷量传递至第二蓄能介质23b,第二蓄能介质23b温度降低后由第五液压泵23d驱动充入蓄冷装置5;
4)排气过程:打开第二排气口21,排出空气。
所述的压缩空气储能系统仅是本发明公布的高压空气储存装置的一种应用情况。所述的压缩空气储能系统仅采用单级压缩和单级膨胀,但容易组合得到多级压缩和膨胀系统。图6和图7是本发明应用于多级压缩和膨胀情况的系统原理图。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种先进等温压缩空气储能装置,其特征在于,包括:电动机、压缩-换热耦合式压缩机、储气罐、膨胀-换热耦合式膨胀机、蓄热装置、蓄冷装置和发电机;
所述电动机与所述压缩-换热耦合式压缩机、储气罐、膨胀-换热耦合式膨胀机和发电机依次连接;
其中,所述压缩-换热耦合式压缩机和所述膨胀-换热耦合式膨胀机之间还连接有两个旁路,所述旁路上分别连接所述蓄热装置和所述蓄冷装置。
2.根据权利要求1所述的一种先进等温压缩空气储能装置,其特征在于,所述压缩-换热耦合式压缩机包括压缩腔、第一换热器、第一传热介质、第一囊式蓄能器、第一汇流板;
其中,所述压缩腔包括第二汇流板、第一散热管和第三汇流板;所述第二汇流板与所述第一散热管、第三汇流板从上到下依次连接;
所述第一换热器包括第一换热腔、第一蓄能介质、第一液压泵和第二液液压泵;所述第一换热腔设置于所述第一散热管外部;所述第一蓄能介质填充于所述第一换热腔内部和所述第一散热管外部;所述第一液压泵和第二液压泵对称连接于所述第一换热腔下侧;
所述第一液压泵与所述蓄冷装置连接;所述第二液压泵与所述蓄热装置连接;
所述第一传热介质填充于所述第一散热管内部、所述第三汇流板内部以及所述第一囊式蓄能器内部;
所述第一囊式蓄能器设置于所述第三汇流板底部,且与所述第三汇流板连接;所述第一汇流板设置于所述第一囊式蓄能器底部,且与所述第一囊式蓄能器连接。
3.根据权利要求2所述的一种先进等温压缩空气储能装置,其特征在于,所述第二汇流板两侧对称设置有第一进气口和第一排气口;所述第一进气口与外界空气连接;所述第一排气口与所述储气罐连接。
4.根据权利要求3所述的一种先进等温压缩空气储能装置,其特征在于,所述第一囊式蓄能器内还设置有第一气囊和第一传动介质,所述第一传热介质设置于所述气囊上部;所述第一传动介质设置于所述第一气囊下部;
所述第一汇流板两侧对称设置有第三液压泵和第一液压马达;所述第三液压泵与所述电动机连接。
5.根据权利要求4所述的一种先进等温压缩空气储能装置,其特征在于,所述膨胀-换热耦合式膨胀机包括膨胀腔、第二换热器、第二传热介质、第二囊式蓄能器、第四汇流板;
其中,所述膨胀腔包括第五汇流板、第二散热管和第六汇流板;所述第五汇流板、第二散热管和第六汇流板从上到下依次连接;
所述第二换热器包括第二换热腔、第二蓄能介质、第四液压泵和第五液液压泵;所述第二换热腔设置于所述第二散热管外部;所述第二蓄能介质填充于所述第二换热腔内部和所述第二散热管外部;所述第四液压泵和第五液压泵对称连接于所述第二换热腔下侧;
所述第四液压泵与所述蓄热装置连接;所述第五液压泵与所述蓄冷装置连接;
所述第二传热介质填充于所述第二散热管内部、第六汇流板内部以及所述第二囊式蓄能器内部;
所述第二囊式蓄能器设置于所述第六汇流板底部,且与所述第六汇流板连接;所述第四汇流板设置于所述第二囊式蓄能器底部,且与所述第二囊式蓄能器连接。
6.根据权利要求5所述的一种先进等温压缩空气储能装置,其特征在于,所述第五汇流板两侧对称设置有第二进气口和第二排气口;所述第二进气口与所述储气罐连接;所述第二排气口与外界空气连接。
7.根据权利要求6所述的一种先进等温压缩空气储能装置,其特征在于,所述第二囊式蓄能器内还设置有第二气囊和第二传动介质,所述第二传热介质设置于所述第二气囊上部;所述第二传动介质设置于所述第二气囊下部;
所述第四汇流板两侧对称设置有第六液压泵和第二液压马达;所述第二液压马达与所述发电机连接。
8.根据权利要求7所述的一种先进等温压缩空气储能装置,其特征在于,所述第一散热管设置有若干根,若干根第一散热管并联连接形成第一散热管阵列,所述第一散热管阵列的排列方式为顺排或叉排;
所述第二散热管设置有若干根,若干根第二散热管并联连接形成第二散热管阵列,所述第二散热管阵列的排列方式为顺排或叉排。
9.如权利要求8所述的一种先进等温压缩空气储能装置的使用方法,其特征在于,包括气液增压过程和气液膨胀过程;
所述气液增压过程,包括以下步骤:
(1)进气过程:打开第一进气口,并关闭第一排气口,使空气经第二汇流板充入第一散热管内,空气推动第一囊式蓄能器的第一皮囊向下运动,第一传动介质通过驱动第一液压马达转动排出;
(2)压缩过程:关闭第一进气口和第一排气口,电动机驱使第三液压泵将第一传动介质注入第一囊式蓄能器,第一皮囊向上运动,推动第一传热介质对第一散热管中空气进行压缩;
(3)蓄热过程:第一液压泵从蓄冷装置中将低于环境温度的第一蓄能介质注入第一换热腔,与第一散热管外壁接触,通过第一蓄能介质完成换热,第一蓄能介质温度升高后由第二液压泵驱动充入蓄热装置;
(4)排气过程:打开第一排气口,排出高压空气,充入储气罐;
所述气液膨胀过程,包括以下步骤:
1)进气过程:打开第二进气口,并关闭第二排气口,使高压空气经第五汇流板充入第二散热管内,空气推动第二囊式蓄能器的第二皮囊向下运动,第二传动介质通过驱动第二液压马达转动排出;
2)膨胀过程:关闭第二进气口和第二排气口,高压空气与第二传热介质接触,高压空气体积增加,推动第二囊式蓄能器的第二皮囊向下运动,第二传动介质驱动第二液压马达带动发电机转动产生电力,将高压空气中储存的能量释放;
3)蓄冷过程:第四液压泵从蓄热装置中将高于环境温度的第二蓄能介质注入第二换热腔,与第二散热管外壁接触,通过第二蓄能介质完成换热,第二蓄能介质温度降低后由第五液压泵驱动充入蓄冷装置;
4)排气过程:打开第二排气口,排出空气。
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