[发明专利]等温压缩空气储能系统

说明书

本发明涉及压缩空气储能，提供一种等温压缩空气储能系统，包括进气总阀以及压缩膨胀组件，还包括储液容器、U型管组以及涡流管，储液容器内填充有液体且液面与储液容器的内壁之间形成空气腔，涡流管一端与压缩膨胀组件连通，另一端伸入储液容器的液体内，且涡流管伸入液体内的端部设置有若干气孔，U型管组的顶端封闭且设置有第一管口与第二管口，第一管口与第二管口均连通至储液容器的底端，且U型管组设置有靠近第一管口处的第一控制阀以及靠近第二管口处的第二控制阀。本发明中随着气泡的涌入而升高，致使液体的蒸汽分压升高，潜热的蓄存能力增强，吸收部分压缩机排热并以潜热的形式储存，不但使得整个储能系统的储能较强，而且可靠性比较高。

技术领域

本发明涉及压缩空气储能，尤其涉及一种等温压缩空气储能系统。

背景技术

21世纪，随着传统能源资源的日渐减少和可再生能源利用技术的日趋成熟，社会对于能源可持续利用的需求日益增强。诸如光伏、风力等可再生能源，其本质上显著的不稳定性，使得用户的用能需求难以直接通过可再生能源获得满足。因此，急需储能辅助其实现能量的富集与存储技术，以便于用户使用。已有的储能技术与装备有抽水蓄能、液流电池、锂电池、飞轮储能、超导电磁储能和压缩空气或液态空气储能技术等，总体上可分为机械储能、化学储能和电磁储能。相较于机械储能，化学储能存在污染环境的风险，电磁储能成本较为高昂，因此目前应用价值较低。机械储能技术中，压缩空气储能技术相比于抽水蓄能受地理条件限制较少，比飞轮储能在更大的时间尺度上可以实现持续释能，因而具有更大的市场潜力。

现有的压缩空气储能主要技术包括传统的压缩空气储能技术(其中，投入商业运营的有德国的Huntorf电站和美国的McIntosh电站)、绝热压缩空气储能技术和等温压缩空气储能技术。绝热压缩空气储能系统将升压储气时产生的压缩热，存储于蓄热部件当中，在系统释能阶段用于预热膨胀机进气，此种技术为提高储能密度，采用高温高压的储气和储热容器，系统的建设成本较高，至今未有投入商业运营的案例；另外，随着时间的推移，蓄热介质的内部换热会造成较大的熵增，从而导致系统能量损失，在气体膨胀释能阶段蓄热部件供热往往不能满足预定要求，因而循环效率较低。等温压缩空气储能系统，理论上具有更高的储能密度，在气体膨胀和压缩过程中能更好地利用热能，更为显著的特点是，它具有利用低品位热量的潜力，但是目前的等温压缩空气储能系统由于储能阶段压缩功损失严重与释能阶段能量转换效率不高，在实验条件下循环效率较低，仍在研发中，距离实现应用还存在诸多困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种等温压缩空气储能系统，旨在为进一步提高系统释能阶段膨胀机的热效率，改善系统性能。

本发明是这样实现的：

本发明实施例提供一种等温压缩空气储能系统，包括进气总阀以及与所述进气总阀连通的压缩膨胀组件，还包括储液容器、U型管组以及涡流管，所述储液容器内填充有液体且液面与所述储液容器的内壁之间形成空气腔，所述涡流管一端与所述压缩膨胀组件连通，另一端伸入所述储液容器的液体内，且所述涡流管伸入所述液体内的端部设置有若干气孔，所述U型管组的两个顶端均为闭口结构且设置有第一管口与第二管口，所述第一管口与所述第二管口均连通至所述储液容器的底端，且所述U型管组设置有靠近所述第一管口处的第一控制阀以及靠近所述第二管口处的第二控制阀。

进一步地，所述U型管组上还开设有排液口，所述排液口位于所述第一控制阀与所述第二控制阀的上方且连通有供液体通过的导液管。

进一步地，还包括旋风腔，所述导液管连通所述旋风腔，且所述导液管于连通所述旋风腔的端口处设置有喷嘴。

进一步地，所述U型管组还设置有第三管口，所述旋风腔连通所述第三管口与所述空气腔，且于所述第三管口与所述旋风腔之间的流路上设置有第三控制阀。

进一步地，还包括导气管，所述导气管连通所述空气腔与所述旋风腔，所述压缩膨胀组件的膨胀机进气口与所述导气管连通，且所述导气管上设置有第四控制阀，所述第四控制阀位于所述压缩膨胀组件的膨胀机进气口与所述空气腔之间的流路上。