[实用新型]压缩空气储能发电系统的空气加热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力领域的一种压缩空气储能发电系统，尤其涉及压缩空气储能发电系统中的空气加热器。

背景技术

随着风电、太阳能光伏等大规模可再生能源在接入电网的比例越来越高，由于其波动性，我国很多地区都存在弃风、弃光限电问题，对我国可再生能源的发展不利，有必要寻找一种适合于我国北方缺水地区的大规模储能方式。如果把弃风、弃光现象中浪费的电能存储起来，在用电高峰到来的时候，再把这部分电能拿来补充电量不足,可实现电网运行中的削峰添谷作用。因此，寻找一种合适的电能存储方式就变得很必要了。

压缩空气储能(Compressed Air Energy Storge,CAES)是一种极具发展潜力的大规模储能方式，它具有动态响应快、成本低、环境友好等优点。典型的压缩空气储能发电系统工作过程如下：在电网用电的低谷时期，使用价格相对便宜且有剩余的电力驱动空气压缩机压缩空气，并将压缩后的高压空气储存在特定的密闭空间中。在用电高峰时期，将高压空气与天然气混合燃烧加热后，利用生成的高温高压气体通过发电设备来进行发电作业。

压缩空气储能发电系统具有高效低耗、启动快、调节灵活、可用率高、投资省、建设周期短及环境污染小等优点。

但是，如何将高压空气与燃气进行充分混合后，再利用燃烧设备将二者充分燃烧加热，使加热效率最大化的问题，还没有得到有效解决。这就使得利用压缩空气进行储能发电的方式还没有办法大面积推广开来。

同时，在高压空气燃烧过程中，火焰会发生偏转，造成燃料与空气燃烧不充分、燃烧效率低下情况的发生。因此，需要提供一种空气燃烧加热装置，以使得燃料与空气充分燃烧加热。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种压缩空气储能发电系统的空气加热器，以实现对高压空气进行燃烧加热，利用加热后生成的高压高温气体进行发电作业的目的。

为实现实用新型目的，采用如下技术方案：

一种压缩空气储能发电系统的空气加热器，包括：轴线水平延伸的罐体；罐体内部空间的两端分别设有燃烧室和混合室，燃烧室与混合室的靠近侧相连通；燃烧室远离混合室的一端为前端，该端设有供燃气和高压空气进入的进气喷嘴；燃烧室的侧壁上排布由多列沿罐体轴线间隔设置的、调整燃烧室内火焰方向的、供高压气体流入的导向喷嘴；至少靠近燃烧室后端一列的各导向喷嘴轴线相交于罐体轴线处，使燃烧室喷入混合室的火焰沿罐体轴线方向喷射。

进一步，每列导向喷嘴至少包括三个导向喷嘴，每列的各导向喷嘴均布于罐体的同一横断面上；每列的各导向喷嘴轴线相交于同一点。

进一步，进气喷嘴设于燃烧室前侧的中心处，进气喷嘴沿罐体的轴线方向延伸；每列的各导向喷嘴轴线均沿罐体的径向方向延伸，令每列的各导向喷嘴轴线相交点处于罐体的轴线上。

进一步，罐体的横断面为圆形；每列导向喷嘴包括四个导向喷嘴，四个导向喷嘴分别处于圆形横断面的四个相位点处；

优选的，四个导向喷嘴分别处于罐体对应横断面的最低端、最高端、最左端和最右端；处于最低端和最高端的导向喷嘴轴线沿竖直方向延伸，处于最左端和最右端的导向喷嘴轴线沿水平方向延伸。

进一步，进气喷嘴设于燃烧室前侧的靠近上端处，进气喷嘴沿与罐体轴线相平行方向延伸；各列进气喷嘴轴线的交点自燃烧室前端向后端依次降低高度，至靠近燃烧室后端一列的各导向喷嘴轴线交点处于罐体轴线处。

进一步，罐体的横断面为圆形；每列导向喷嘴包括四个导向喷嘴，四个导向喷嘴分别处于罐体对应横断面的最低端、最高端、最左端和最右端；处于最低端和最高端的导向喷嘴轴线沿竖直方向延伸，处于最左端和最右端的导向喷嘴轴线相对水平方向向上倾斜一定角度；

优选的，四个导向喷嘴分别处于罐体对应横断面的最低端、最高端、左上侧和右上侧；处于最低端和最高端的导向喷嘴轴线沿竖直方向延伸，处于左上侧和右上侧的导向喷嘴轴线沿水平方向延伸。

进一步，导向喷嘴的轴线自燃烧室前端向后端方向倾斜设置；

优选的，各列导向喷嘴的倾斜角度自燃烧室两端向中间方向逐渐增加；各导向喷嘴的倾斜角度最大不超过45度；

进一步优选的，靠近燃烧室前后两端的对应列导向喷嘴的轴线倾斜角度为0。

进一步，导向喷嘴由内径逐渐收窄的管路构成，管路的大口径端设于燃烧室内部、小口径端设于燃烧室侧壁上；

优选的，构成导向喷嘴的管路由伸缩套管构成，所述的伸缩套管由多节依次套装连接的套管构成，各节套管的内径由内至外依次递减；