CN203604048U - 一种可降低压缩空气蓄能功耗的发电装置 - Google Patents

一种可降低压缩空气蓄能功耗的发电装置 Download PDF

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Abstract

一种可降低压缩空气蓄能功耗的发电装置，它包括电动机、低压压气机、高压压气机、透平、发电机和储气室，改进后，增设喷水雾化机构，所述喷水雾化机构设置在储气室的内部，所述喷水雾化机构通过管道与喷水泵连接，喷水泵通过管道与蓄水池的排水口连接。本实用新型采用雾化喷水吸收产生于储气室的压缩热，保持储气室内空气温度相对恒定，降低了压气蓄能过程中的功耗。

Description

一种可降低压缩空气蓄能功耗的发电装置
技术领域
本实用新型涉及发电技术领域，特别是一种降低压缩空气蓄能发电系统功耗的装置。
背景技术
压缩空气蓄能(Compressed Air Energy Storge, CAES)是一种具有发展潜力的大规模蓄能方式，它具有动态响应快、成本低、环境友好等优点。压缩空气蓄能发电系统在使用电力驱动压气机压缩空气并存入储气室的过程中，储气室压力将随着压缩空气的注入而提高，随着储气室压力的升高，储气室内的空气温度也会随之升高。在存储空气质量一定时，储气室温度升高，将导致压气耗功增大，并且温度上升的越高，压缩耗功越大。
在现有的压缩空气储能系统中，常采用多级压缩和级间冷却的方法降低压气机功耗，这在一定程度上降低了压气机功耗，并保证了压气机安全稳定工作。然而不容忽视的问题是：空气注入储气室空间的过程也是空气的压缩过程，储气室的温度也会上升，同样会增大压气机的功耗，很少有关注此问题的研究或相关装置解决该问题。目前储气室的散热靠储气室壁面与自然环境之间的自然散热，散热不畅尤其是短时间快速的储气室压力上升将导致储气室温度飞速上升，这将大大增加压缩空气蓄能过程的功耗，降低储气蓄能的效率。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服已有技术之缺陷、提供一种可降低压缩空气蓄能功耗的发电装置，它采用喷水雾化方式可显著降低压缩空气蓄能功耗。
本实用新型要解决的技术问题是以下述技术方案实现的：
一种可降低压缩空气蓄能功耗的发电装置，它包括电动机、低压压气机、高压压气机、透平、发电机和储气室，改进后，增设喷水雾化机构，所述喷水雾化机构设置在储气室的内部，所述喷水雾化机构通过管道与喷水泵连接，喷水泵通过管道与蓄水池的排水口连接。
上述可降低压缩空气蓄能功耗的发电装置，所述装置还包括储热装置、凝结水泵以及设置在储气室内部的热水收集装置，所述热水收集装置通过管道依次与凝结水泵、储热装置连接，所述储热装置的储热支路与蓄水池连接，所述储热装置的放热支路与储气室的供气管路连接。
上述可降低压缩空气蓄能功耗的发电装置，所述喷水雾化机构设置在储气室的顶部。
上述可降低压缩空气蓄能功耗的发电装置，所述热水收集装置设置在储气室的底部。
本实用新型采用上述技术方案，有以下技术效果：1、喷水雾化机构采用雾化喷水的方式将水雾喷入储气室，吸收产生于储气室的压缩热，保持储气室内空气温度相对恒定，降低了压气蓄能过程中的功耗；2、利用储热装置储存热水中吸收的压缩热；3、将储存在储热装置中的压缩热利用于压缩空气蓄能发电系统的放气释能发电过程，提高透平进气参数，进而提高整个压缩空气蓄能发电系统的热经济性；4、将喷水雾化机构布置于储气室顶部，可以自上而下的最大程度的吸收储气室的热量，热水收集装置设置在储气室的底部，便于收集水流而排出储气室。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图中各标号清单为：1、电动机，2、低压压气机，3、中间冷却器，4、高压压气机，5、后冷却器，6、储气室，7、透平，8、发电机，9、热水收集装置，10、凝结水泵，11、储热装置，12、蓄水池，13、喷水泵，14、喷水雾化机构。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型包括发电部分和储气室6、喷水雾化机构14、热水收集装置9、储热装置11、凝结水泵10、喷水泵13、蓄水池12，其中，喷水雾化机构14和热水收集装置9均设置在储气室6的内部，喷水雾化机构14安装在储气室6的顶部，喷水雾化机构14将水雾化后喷入储气室6内，降低储气室内的空气温度，减少储气过程的压缩耗功，热水收集装置9安装在储气室6的底部，用于收集吸热后的热水。所述的喷水雾化机构14通过管道与喷水泵13连接，而喷水泵13通过管道与蓄水池12底部的排水口连接；热水收集装置9通过管道依次与凝结水泵10、储热装置11连接，而储热装置11的储热支路与蓄水池12的入水口连接，所述储热装置11的放热支路与储气室6的供气管路连接。 
以下对本实用新型的工作过程做进一步说明：
在电网低谷负荷时期，启动电动机1，带动压缩空气蓄能发电系统的低压压气机2、高压压气机4开始工作，压缩的空气经过中间冷却器3和后冷却器5冷却，再经管道被连续充入储气室6，此时，喷水泵13开始工作，将水从蓄水池12中抽出送到喷水雾化机构14，喷水雾化机构14将水雾化后喷入储气室6中，雾化后的水吸收储气室6中的压缩热，降低储气室内的空气温度。吸热后的雾化水在储气室压力的作用下逐渐被热水收集装置9收集，与热水收集装置9连接的凝结水泵10将收集的热水经储热支路进入储热装置11进行热存储，然后通过管道排入蓄水池12中。
在电网高峰负荷时期，压缩空气蓄能发电系统的储气室6开始放气，空气沿着储气室6的供气管路进入储热装置11的放热支路，在储热装置11中吸热后的空气再进入透平7驱动发电机8发电。
本实用新型通过喷水雾化的方式降低了储气过程中储气室内的空气温度，可有效降低压缩空气过程耗功，并且将储气室内的压缩热回收利用于放气释能发电过程，有效的提高了系统的热经济性。 

Claims (4)

1.一种可降低压缩空气蓄能功耗的发电装置，它包括电动机（1）、低压压气机（2）、高压压气机（4）、透平（7）、发电机（8）和储气室（6），其特征在于，增设喷水雾化机构（14），所述喷水雾化机构（14）设置在储气室（6）的内部，所述喷水雾化机构（14）通过管道与喷水泵（13）连接，喷水泵（13）通过管道与蓄水池（12）的排水口连接。
2.根据权利要求1所述的可降低压缩空气蓄能功耗的发电装置，其特征在于，增设储热装置（11）、凝结水泵（10）以及设置在储气室（6）内部的热水收集装置（9），所述热水收集装置（9）通过管道依次与凝结水泵（10）、储热装置（11）连接，所述储热装置（11）的储热支路与蓄水池（12）连接，所述储热装置（11）的放热支路与储气室（6）的供气管路连接。
3.根据权利要求2所述的可降低压缩空气蓄能功耗的发电装置，其特征在于，所述喷水雾化机构（14）设置在储气室（6）的顶部。
4.根据权利要求3所述的可降低压缩空气蓄能功耗的发电装置，其特征在于，所述热水收集装置（9）设置在储气室（6）的底部。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104314630A (zh) * 2014-10-27 2015-01-28 浙江美欣达印染集团股份有限公司 一种印染车间低压蒸汽发电装置
CN108680260A (zh) * 2018-06-29 2018-10-19 华北电力大学（保定） 一种用于压缩空气储能系统测量与性能分析系统
CN114893382A (zh) * 2022-04-11 2022-08-12 东南大学 基于压缩膨胀两用机组的压缩空气储能系统

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