CN115218113B - 一种分层式储气装置及重力压缩空气储能系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种分层式储气装置及重力压缩空气储能系统,通过多层储气囊的设置有效增加储气装置内气体的总体积;且通过软管盘设可适当增加软管长度以提高各级支撑组件的运行高度,以满足更大范围的工程储气体积需求,解决传统布置形式下密封膜高性能要求以及储气体积受限的问题。此外,通过向每层储气囊内注入压缩气体,每层储气囊承受的外界压力逐级递减,从而逐层降低每层储气囊内外压差,整体实现了降低各层储气囊的应力从而提高每级密封膜的寿命。此外,只有最上层的储气囊直接与重力压缩空气储能系统中的重力组件接触,只需最上层的储气囊将重力组件向上顶起较小的距离即可,降低了重力组件姿态倾斜的风险。

Description

一种分层式储气装置及重力压缩空气储能系统
技术领域
本发明涉及电能存储技术领域,尤其涉及一种分层式储气装置及重力压缩空气储能系统。
背景技术
重力压缩空气储能系统通过压缩空气储存多余的电能,在需要时,将高压空气释放通过膨胀机做功发电。在储能时,压缩空气储能系统耗用电能将空气压缩并存于储气室中;在释能时,高压空气从储气室释放,进入燃烧室利用燃料燃烧加热升温后驱动发电,也可不用燃料燃烧加热,通过回收压缩热用于加热空气。压缩空气储能系统可建造100MW以上的大型电站,仅次于抽水蓄能电站,具有储能周期长、单位储能投资小、寿命长和效率高的优点。结合压缩空气储能能量密度高和重力储能布置灵活的优点,并进一步改进提高,提出重力压缩空气储能技术,该储能技术首要是具有一个安全经济的配重结构。传统的重力压块均为多个压块按照一定的排列方向组装而成,多个压块在运动过程中具有倾斜或脱落的危险,且运动重心容易随着运动发生改变。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此,本发明的目的在于提出一种分层式储气装置及重力压缩空气储能系统,通过多层储气囊的设置有效增加储气装置内气体的总体积;且通过软管盘设可适当增加软管长度以提高各级支撑组件的运行高度,以满足更大范围的工程储气体积需求,解决传统布置形式下气囊高性能要求以及储气体积受限的问题。此外,通过向每层储气囊内注入压缩气体,每层储气囊承受的外界压力逐级递减,从而逐层降低每层储气囊内外压差,整体实现了降低各层储气囊的应力从而提高每级密封膜的寿命。此外,只有最上层的储气囊直接与重力压缩空气储能系统中的重力组件接触,只需最上层的储气囊将重力组件向上顶起较小的距离即可,降低了重力组件姿态倾斜的风险。
为达到上述目的,本发明提出的一种分层式储气装置,包括:
储气室;在所述储气室内部在竖直方向上依次设置的多个储气囊;相邻所述储气囊之间均设置支撑组件;所述支撑组件用于将所述储气囊隔开并支撑上层设置的所述储气囊;
导轮装置;其设置在所述储气室的内壁并位于所述支撑组件的周侧;所述导轮装置包括导轨和导轮;以使所述支撑组件上下移动时所述导轮沿着所述导轨的上下移动;
进排气组件;其包括设置在所述储气室内的盘管件、在所述盘管件上绕设多圈且输出端与所述储气囊连通的软管以及附属管路阀门组件;以使通过所述软管向所述储气囊进排气体。
在一些实施例中,所述支撑组件包括支撑板和设置在所述支撑板上且位于所述支撑板周侧的挡板;所述储气囊位于所述支撑板和所述挡板围成的容纳空间内;所述导轮设置在所述挡板的外壁上并与设置在所述储气室的内壁上的所述导轨滑动连接。
在一些实施例中,分层式储气装置还包括保护件;所述保护件包括多个缓冲垫;多个所述缓冲垫分别设置在所述支撑板的上方和所述挡板的内侧,以保护膨胀状态下的所述储气囊。
在一些实施例中,所述附属管路阀门组件包括主管道和与所述主管道连通的多个分支管道;多个所述分支管道分别对应多个所述储气囊并与所述储气囊上的所述软管连接。
在一些实施例中,所述分支管道与所述软管通过第一连接件连接;其中所述第一连接件设置在所述储气室的内壁上,其包括螺圈本体和设置在所述螺圈本体一侧的密封垫圈;所述螺圈本体一端固定设置在所述软管上,另一端与所述分支管道螺纹连接;所述密封垫圈用以密封所述螺圈本体与所述分支管道的连接处。
在一些实施例中,提出了一种分层储气式重力压缩空气储能系统,包括
竖井,所述竖井中活动插接有重力组件,所述重力组件外壁与所述竖井内壁之间有间隙,所述重力组件的底部设置如上述任一实施例中所述的储气装置,且所述储气室位于所述竖井的内侧。
在一些实施例中,所述重力组件包括重力块组和承压组件;其中所述重力块组设置在所述承压组件的顶部;所述承压组件的底部伸入所述竖井内且其外壁与所述密封膜相连;所述承压组件的顶部位于所述竖井顶部的地面上;所述重力块组包括多个在竖直方向上层层叠加设置的重力压块,多个所述重力压块的重心保持同一铅直方向。
在一些实施例中,所述承压组件包括承压筒和承压底座;其中所述承压筒的底部伸入所述竖井内且其顶部设置承压底座;所述重力块组位于所述承压底座上方,以使所述承压筒向下移动至最低限位时通过所述承压底座支撑在所述竖井顶部的地面上。
在一些实施例中,储能系统包括导向装置,其包括导槽和滚轮;其中所述导槽设置多个,多个所述导槽分布在所述重力组件周侧,所述导槽设置在所述竖井内壁或所述竖井外部;所述滚轮与所述导槽配合并与所述导槽的槽底相接,以使所述重力组件上下移动时所述滚轮沿着所述导槽的槽底上下移动。
在一些实施例中,所述竖井顶端外部的地面设置有多个塔楼结构,多个所述塔楼结构分布在所述竖井周侧;多个所述导槽分别安装在多个所述塔楼结构上。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本发明一实施例提出的分层式储气装置的结构示意图;
图2是本发明一实施例提出的分层储气式重力压缩空气储能系统的结构示意图;
图3是本发明一实施例提出的现有技术中盘管件的结构示意图;
图中,1、重力压块;2、塔楼结构;3、导向装置;4、承压底座;5、导轮装置;6、缓冲垫;7、土层;8、储气室;9、磁力件;10、承压筒;11、储气囊;12、竖井;13、钢衬;14、盘管件;15、支撑板;16、挡板;17、软管;18、主管道;19、分支管道。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。相反,本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
参见图1是本发明一实施例提出的一种分层式储气装置,其包括储气室8、导轮装置5和进排气组件;可知的储气室8可以为由钢板围成的筒状结构,内部为空心结构,其中在储气室8内部,由下到上依次间隔相同的距离设置多个储气囊11,且在竖直方向上相邻储气囊11之间均设置支撑组件。本领域技术人员可理解的,由下到上依次为第一储气囊,支撑组件,第二储气囊,支撑组件,第三储气囊,支撑组件....第n储气囊,其中储气囊11为橡胶材质可形变的结构。示例性的如图1,本实施例中的分层式储气装置包括三个储气囊11,本领域技术人员可根据需求灵活增加储气囊11的数量。
在本实施例中,导轮装置5包括导轨和导轮,其中导轨设置在储气室8的内壁并位于支撑组件的周侧,其中导轮与导槽配合以使支撑组件上下移动时导轮沿着导轨的底部上下移动。具体的导轨设置多个,多个导轨分布在储气室8的内壁上并位于支撑组件的周侧,导轮设置多个,多个导轮分别通过转轴安装在支撑组件的周侧。
其中进排气组件包括盘管件14、软管17以及附属管路阀门组件;其中盘管件14为可通过转动将软管17盘装在其外周上的圆形盘,本实施例中的盘管件14如图3所示,为可通过转动方向转换且实现软管17的盘收或伸长的结构,例如,通过盘管件14上的转盘顺时针或逆时针转动实现软管17的盘收,并通过反向转动实现软管17拉长。示例性的,盘管件14中设置弹簧尺条,软管17在需要盘收时,弹簧尺条会自动收缩,软管17在弹簧尺条弹簧力的作用下也跟着收缩;当向外拉动软管17时,软管17被拉出一定的距离,软管17使用完毕会被弹簧尺条收缩盘收至合适的长度,盘管件为常见的且市场可购买的组件,再此不再进行赘述。
可理解的,软管17内可通入气体,其在盘管件14上缠绕多圈,其输出端与储气囊11连通,压缩气体通过附属管路阀门组件输入软管17内最后输至储气囊11,其中储气囊11与软管17连接的接口为带有螺纹的金属结构以固定软管17的端头。本实施例中在储气囊11允许的强度和变形范围内,通过多层储气囊11的设置有效增加储能系统内气体的总体积;且通过软管17盘设可适当增加软管17长度以提高各级支撑组件的运行高度,以满足更大范围的工程储气体积需求,解决传统布置形式下密封膜高性能要求以及储气体积受限的问题。此外,通过向每层储气囊11内注入压缩气体,每层储气囊11承受的外界压力逐级递减,从而逐层降低每层储气囊11内外压差,整体实现了降低各层储气囊11的应力提高每级密封膜的寿命。
在一些实施例中,分层式储气装置还包括保护件;保护件包括多个缓冲垫6;多个缓冲垫6分别设置在支撑板15的上方和挡板16的内侧,以保护膨胀状态下的储气囊11。
在一些实施例中,附属管路阀门组件包括主管道18和与主管道18连通的多个分支管道19;多个分支管道19分别对应多个储气囊11并与储气囊11上的软管17连接。
具体的,如图1所示,主管道18为具有向储气室8充入气体和排出气体双向功能的通管,其材质为钢管,主管道18的输出端设置多个分支管道19,其材质与主管道18保持一致也为钢管,其中分支管道19的数量与分层式储气装置中储气囊11的数量相同,其中各分支管道19的输出端连接一个软管17,且软管17在盘管件14上缠绕多圈,其输出端与对应的储气囊11连通。
可知的,分支管道19为与主管道18型材保持一致的管道结构,便于与主管道18连接;而分支管道19穿过储气室8并与软管17通过第一连接件连接,其中第一连接件位于设置在储气室8的内壁上,其包括螺圈本体和设置在螺圈本体一侧的密封垫圈;其中螺圈本体一端固定连接软管17的输入端,螺圈本体的另一端与分支管道19通过螺圈本体内的螺纹连接。而密封垫圈可设置在螺圈本体一侧,用以密封螺圈本体与分支管道19的连接处,此处需要说明的是,本实施例中的第一连接件还包括其他形式的连接方式,例如第一连接件为热熔塑胶管道,其一端设置螺纹与分支管道19螺纹连接,另一端与软管17热熔连接,可保证连接气密性。其中软管17为塑胶软管,刚性软管等多种形式,本实施例仅为示例说明,并不限制于此。
在一些实施例中,提出了一种分层式储气式重力压缩空气储能系统,包括竖井12、其中竖井12为在土层7中向下挖制而成,竖井12中活动插接有重力组件,在竖井12的内部和重力组件的下方设置上述任一实施例中的分层式储气装置;其中本实施例中的此外,重力压缩空气储能系统还包括空气压缩单元、空气膨胀单元和发电机;空气压缩单元进口连接有进气装置,空气压缩单元的出口通过储能管路与主管道18连接,主管道18也通过释能管路与空气膨胀单元的进口连接,空气膨胀单元的出口与发电机连接;储能管路与释能管路之间设有热交换单元,本实施例中的储气装置的主管道18地下部分共用一根钢管并于地面分为两根,一根连接,分别连接储能管路和释能管路。示例性的空气压缩单元可以根据实际需要设置若干级空气压缩机;空气膨胀单元可以根据实际需要设置若干级膨胀机。
释能管路上设有流量检测装置、压力检测装置和调节阀,流量检测装置、压力检测装置和调节阀均分别与重力压缩空气储能系统的控制单元连接能够对系统的关键参数进行实时监测和控制。
本实施例中的重力压缩空气储能系统在工作时:
电网用电低谷期重力压缩空气储能系统进行储能,关闭释能管路,开启储能管路,空气通过进气装置进入空气压缩单元压缩后成为压缩空气,产生的热量存储在热交换单元,压缩空气经储能管路进入储气室8的储气囊11中,储气囊11的体积增大,重力组件被压缩空气恒压抬升,将电能转化为压缩空气能和重力组件的重力势能。
电网用电高峰期,压缩空气储能系统进行释能,开启释能管路,关闭储能管路,重力组件下降,储气囊11体积减小,压缩空气经热交换单元加热后,再经释能管路进入空气膨胀单元恒压做功并带动发电机发电,将压缩空气能和重力组件的重力势能转化为电能。
本实施例中的重力压缩空气储能系统的储气室8包括多个在竖直方向上依次设置的多个储气囊11,其中只有最上层的储气囊11直接与重力组件接触,其只需最上层的储气囊11将重力组件向上顶起较小的距离即可,降低了重力组件姿态倾斜的风险;而下方的储气囊11在充气过程中受力均匀基本无破裂风险,可快速完成充气过程并将重力组件升至较高的位置,快速实现储气囊11的充放气并提高重力组件的升降速率。
在一些实施例中,重力组件包括重力块组和承压组件;其中重力块组设置在承压组件的顶部;承压组件的底部伸入竖井12内;承压组件的顶部位于竖井12顶部的地面上;其中重力块组包括多个在竖直方向上层层叠加设置的重力压块1,实现多个重力压块1的重心始终在同一铅直方向。
具体的如图2所示,将重力组件分成地上重力块组和承压组件,其中承压组件底端伸入竖井12内部,而重力块组位于竖井12外部,在实现大能量存储时,无需将所有重力块都集中在竖井12中,可以减少竖井12的高度,大大减少竖井12的开挖工程量和工程难度。
此外,重力块组包括多个在竖直方向上层层叠加设置的重力压块1,通过将重力块组设置成多个叠加的重力压块1,进而减少了每个重力压块1的重量,在满足大能量存储的同时减低吊装难度,使得吊装施工过程中,先将承压组件吊装至竖井12中,承压组件上端支撑在竖井12周侧的地面上,然后在承压组件的顶部层层吊装重力压块1。
在一些实施例中,每相邻设置的重力压块1上均设置磁力件9,实现相邻设置的重力压块1相互吸引,控制重力压块1相互之间的竖向移动。
具体的如图2所示,在竖直方向上相邻的重力压块1相接触的一面设置磁力件9,其中本实施例中的磁力件9为环形钕铁硼磁铁,环形钕铁硼磁铁在重力压块1浇筑过程中嵌入。示例性的如图2所示,在重力组件中最下层重力压块1采用顶部浇筑环形钕铁硼磁铁,优选的可在最下层重力压块1的顶部多处设置磁力件9,其中,环形钕铁硼磁铁将各叠加的重力压块1之间相互吸引,可有效的控制重力压块1在运动过程中竖直方向上的移动,避免重力压块1在运动过程中脱落且实现多个重力压块1始终在同一水平和铅直方向,同时避免对塔楼结构2和导向装置3造成过多的负载。
在一些实施例中,承压组件包括承压筒10和承压底座4;其中承压筒10的底部伸入竖井12内且其顶部设置承压底座4;重力块组位于承压底座4上方,以使承压筒10向下移动至最低限位时通过承压底座4支撑在竖井12顶部的地面上。
具体的,如图2所示,承压组件包括承压筒10和承压底座4,其中承压筒10的底端伸入竖井12内部,承压筒10的顶部位于竖井12顶部的地面上且与承压底座4连接,多个在竖直方向上层层叠加设置的重力压块1设置在承压底座4上方,实现多个重力压块1的重心始终在同一铅直方向。
在一些实施例中,储能系统包括导向装置3,其包括导槽和滚轮;其中导槽设置多个,多个导槽分布在重力组件周侧,导槽设置在竖井12内壁或竖井12外部;滚轮与导槽配合与导槽的槽底相接,以使重力组件上下移动时滚轮沿着导槽的槽底上下移动。
具体的导槽设置多个,多个导槽分布在重力组件周侧,导槽设置在竖井12内壁或竖井12外部,也就是说或,导槽可以设置在竖井12内部,也可以设置在竖井12外部。滚轮设置多个,多个滚轮分别通过转轴安装在重力组件周侧,滚轮与导槽的槽底相接,以使重力组件上下移动时滚轮沿着导槽的槽底上下移动。
可以理解的是,当储能过程中重力组件均位于竖井12内移动时,此时可以在竖井12的内壁周侧设置多个导槽,例如,可以设置四个导槽,4个导槽可以等角度设置在竖井12的内壁上,由于重力组件上的滚轮通过转轴安装在重力组件周侧,因此滚轮可以在重力组件上转动,当滚轮与导槽的槽底相接时,不仅能够通过导槽进行限位,导槽配合滚轮约束重力组件运动方向,同时重力组件以一定的速率沿着导槽方向竖直向上或向下运动,定期向导槽与滚轮接触的位置添加润滑剂,如黄油、石墨,从而减小摩擦,提高重力势能的转化率。
另外,还有一种可能,竖井12顶端外部的地面设置有多个塔楼结构2,多个塔楼结构2分布在竖井12周,多个导槽分别安装在多个塔楼结构2上,即可以设置4个塔楼结构2,然后将4个导槽设置在竖井12外部的4个塔楼结构2上,在储能过程中,重力组件一部分位于竖井12外部,一部分位于竖井12内部。
在一些实施例中,多个重力压块1的周侧均设置有导向装置3,导向装置3安装在重力压块1的周侧,并位于重力压块1和与重力压块1相对的塔楼结构2之间。其中重力压块1外侧壁与塔楼内侧壁预留间隙,多个滚轮分别设置在重力块组的周侧和承压筒10顶端外壁的周侧,以使地上重力块组和承压筒10上下移动过程中通过滚轮沿着导槽上下移动。
具体的,每个重力压块1的周侧均开有安装槽,安装槽中安装有钢板槽,滚轮位于钢板槽中,滚轮上连接的转轴安装在钢板槽相对两侧的侧壁之间,此处为常见结构设置不再赘述。
在一些实施例中,竖井12内壁上设置有钢衬13,钢衬13能保证竖井12内壁光滑且储气室8设置在钢衬13的内侧。
另外,还需要说明的是,承压筒10中填充有沙子。
可以理解的是,承压筒10可以为由钢板围成的筒状结构,内部为空心结构,降低的重量方便吊装,另外在承压筒10内部填充沙子,能够增大储能的重力。
以下对本实施例重力压缩空气储能系统的储气储能方法进行详细说明:
储能时,开启储能管路,空气通过进气装置进入空气压缩单元压缩后成为压缩空气,产生的热量存储在热交换单元,压缩空气经储能管路进入储气室8的主管道18后,通过分支管道19进入对应的储气囊11中,储气囊11的体积增大,重力组件被压缩空气恒压抬升,将电能转化为压缩空气能和重力组件的重力势能;实现储气囊11中通入的压力从上到下依次增大,有效降低每级储气囊11的压差,可以有效分散储气囊11的密封材料受力,降低密封材料抗拉强度极限至原需求的1/3,大大降低内部增强纤维的用量,从而降低密封材料的成本。
释能时,储气囊11中的压缩空气进入空气膨胀单元恒压做功并带动发电机发电,重力压块1向下移动至最低限位后停止移动,本实施例中释能时多个储气囊11同时排出压缩空气,可快速实现气体的排放。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种分层式储气装置,其特征在于,包括:
储气室;在所述储气室内部在竖直方向上依次设置的多个储气囊;相邻所述储气囊之间均设置支撑组件;所述支撑组件用于将所述储气囊隔开并支撑上层设置的所述储气囊;所述支撑组件包括支撑板和设置在所述支撑板上且位于所述支撑板周侧的挡板;所述储气囊位于所述支撑板和所述挡板围成的容纳空间内;
导轮装置;其设置在所述储气室的内壁并位于所述支撑组件的周侧;所述导轮装置包括导轨和导轮;所述导轮设置在所述挡板的外壁上并与设置在所述储气室的内壁上的所述导轨滑动连接;以使所述支撑组件上下移动时所述导轮沿着所述导轨的上下移动;
进排气组件;其包括设置在所述储气室内的盘管件、在所述盘管件上绕设多圈且输出端与所述储气囊连通的软管和附属管路阀门组件;以使通过所述软管向所述储气囊进排气体。
2.根据权利要求1所述的储气装置,其特征在于,还包括保护件;所述保护件包括多个缓冲垫;多个所述缓冲垫分别设置在所述支撑板的上方和所述挡板的内侧,以保护膨胀状态下的所述储气囊。
3.根据权利要求1所述的储气装置,其特征在于,所述附属管路阀门组件包括主管道和与所述主管道连通的多个分支管道;多个所述分支管道分别对应多个所述储气囊并与所述储气囊上的所述软管连接。
4.根据权利要求3所述的储气装置,其特征在于,所述分支管道与所述软管通过第一连接件连接;其中所述第一连接件设置在所述储气室的内壁上,其包括螺圈本体和设置在所述螺圈本体一侧的密封垫圈;所述螺圈本体一端固定设置在所述软管上,另一端与所述分支管道螺纹连接;所述密封垫圈用以密封所述螺圈本体与所述分支管道的连接处。
5.一种分层储气式重力压缩空气储能系统,其特征在于,包括
竖井,所述竖井中活动插接有重力组件,所述重力组件外壁与所述竖井内壁之间有间隙,所述重力组件的底部设置如权利要求1-4中任一所述的储气装置,且所述储气室位于所述竖井的内侧。
6.根据权利要求5所述的储能系统,其特征在于,所述重力组件包括重力块组和承压组件;其中所述重力块组设置在所述承压组件的顶部;所述承压组件的底部伸入所述竖井内且其外壁与密封膜相连;所述承压组件的顶部位于所述竖井顶部的地面上;所述重力块组包括多个在竖直方向上层层叠加设置的重力压块,多个所述重力压块的重心保持同一铅直方向。
7.根据权利要求6所述的储能系统,其特征在于,所述承压组件包括承压筒和承压底座;其中所述承压筒的底部伸入所述竖井内且其顶部设置承压底座;所述重力块组位于所述承压底座上方,以使所述承压筒向下移动至最低限位时通过所述承压底座支撑在所述竖井顶部的地面上。
8.根据权利要求7所述的储能系统,其特征在于,储能系统包括导向装置,其包括导槽和滚轮;其中所述导槽设置多个,多个所述导槽分布在所述重力组件周侧,所述导槽设置在所述竖井内壁或所述竖井外部;所述滚轮与所述导槽配合并与所述导槽的槽底相接,以使所述重力组件上下移动时所述滚轮沿着所述导槽的槽底上下移动。
9.根据权利要求8所述的储能系统,其特征在于,所述竖井顶端外部的地面设置有多个塔楼结构,多个所述塔楼结构分布在所述竖井周侧;多个所述导槽分别安装在多个所述塔楼结构上。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3355271A (en) * 1963-08-16 1967-11-28 Kins Developments Ltd Gas holder
RU2027895C1 (ru) * 1992-10-12 1995-01-27 Павел Гаврилович Турленко Пневмогравитационная энергетическая установка
KR20070021661A (ko) * 2005-08-19 2007-02-23 최상배 조력을 이용한 회전력 발생 장치 및 방법
CN2921543Y (zh) * 2006-07-04 2007-07-11 李伟 10-20Kpa橡胶膜密封储气柜
CN201706193U (zh) * 2010-04-08 2011-01-12 许建波 双层柔性储气设备保护装置
CN103629520A (zh) * 2013-12-20 2014-03-12 中冶赛迪工程技术股份有限公司 滑动式h型活塞煤气柜及其滑动式h型活塞
CN105508865A (zh) * 2015-11-27 2016-04-20 中冶南方工程技术有限公司 活塞支架可伸缩的单段式橡胶膜密封干式煤气柜
CN105683643A (zh) * 2013-07-29 2016-06-15 康姆顿合伙制公司 燃料罐
WO2016103726A1 (ja) * 2014-12-26 2016-06-30 ダイキン工業株式会社 蓄熱式空気調和機
CN110726067A (zh) * 2019-08-29 2020-01-24 中国科学院工程热物理研究所 一种利用双层储气罐进行压缩空气储能的系统
CN111271592A (zh) * 2020-03-23 2020-06-12 清华大学 储气装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9673682B2 (en) * 2010-07-26 2017-06-06 Charles E. Hughey Hybrid vertical energy storage system

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3355271A (en) * 1963-08-16 1967-11-28 Kins Developments Ltd Gas holder
RU2027895C1 (ru) * 1992-10-12 1995-01-27 Павел Гаврилович Турленко Пневмогравитационная энергетическая установка
KR20070021661A (ko) * 2005-08-19 2007-02-23 최상배 조력을 이용한 회전력 발생 장치 및 방법
CN2921543Y (zh) * 2006-07-04 2007-07-11 李伟 10-20Kpa橡胶膜密封储气柜
CN201706193U (zh) * 2010-04-08 2011-01-12 许建波 双层柔性储气设备保护装置
CN105683643A (zh) * 2013-07-29 2016-06-15 康姆顿合伙制公司 燃料罐
CN103629520A (zh) * 2013-12-20 2014-03-12 中冶赛迪工程技术股份有限公司 滑动式h型活塞煤气柜及其滑动式h型活塞
WO2016103726A1 (ja) * 2014-12-26 2016-06-30 ダイキン工業株式会社 蓄熱式空気調和機
CN105508865A (zh) * 2015-11-27 2016-04-20 中冶南方工程技术有限公司 活塞支架可伸缩的单段式橡胶膜密封干式煤气柜
CN110726067A (zh) * 2019-08-29 2020-01-24 中国科学院工程热物理研究所 一种利用双层储气罐进行压缩空气储能的系统
CN111271592A (zh) * 2020-03-23 2020-06-12 清华大学 储气装置

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