[发明专利]一种基于压缩机和涡轮一体机的紧凑式压缩空气储能系统

权利要求书

1.一种基于压缩机和涡轮一体机的紧凑式压缩空气储能系统，至少包括一起发一体电机、一第一压缩机和涡轮一体机、一第二压缩机和涡轮一体机、一压缩空气储罐、一换热器、一储热罐和一储冷罐，其特征在于，

所述第一压缩机和涡轮一体机、第二压缩机和涡轮一体机结构相同，均包括一进气流道、一设置在所述进气流道下游出口端的叶轮和一设置在所述叶轮下游段的排气流道，其中，

所述进气流道，包括同心设置且相互隔离的一压缩机进气流道和一涡轮进气流道，所述压缩机进气流道中设有沿周向均布的多个可调压缩机导叶，所述涡轮进气流道中设有沿周向均布的多个可调涡轮导叶，其中，

当各所述可调压缩机导叶处于打开状态时，各所述可调涡轮导叶处于关闭状态，此时，所述压缩机进气流道处于打开状态，所述涡轮进气流道处于关闭状态，

当各所述可调涡轮导叶处于打开状态时，各所述可调压缩机导叶处于关闭状态，此时，所述涡轮进气流道处于打开状态，所述压缩机进气流道处于关闭状态；

所述叶轮，包括一轮盘和一环形隔板，所述环形隔板同心套设在所述轮盘的外侧，所述环形隔板的两侧分别沿周向均匀布置多个涡轮动叶叶片、压缩机动叶叶片，各所述涡轮动叶叶片位于所述涡轮进气流道的出口端，各所述压缩机动叶叶片位于所述压缩机进气流道的出口端；

所述排气流道，包括同心设置且相互隔离的一压缩机排气流道和一涡轮排气流道，且各所述涡轮动叶叶片位于所述涡轮排气流道的进口端，各所述压缩机动叶叶片位于所述压缩机排气流道的进口端；

所述起发一体电机依次与第一压缩机和涡轮一体机、第二压缩机和涡轮一体机传动连接，

所述第一压缩机和涡轮一体机的压缩机进气流道的进口与低压气源连通，所述第一压缩机和涡轮一体机的压缩机排气流道的出口通过管路经所述换热器的第一换热侧与所述第二压缩机和涡轮一体机的压缩机进气流道的进口连通，所述第二压缩机和涡轮一体机的压缩机排气流道的出口通过管路与所述压缩空气储罐的进口连通；

所述压缩空气储罐的出口通过管路与所述第二压缩机和涡轮一体机的涡轮进气流道的进口连通，所述第二压缩机和涡轮一体机的涡轮排气流道的出口通过管路经所述换热器的第一换热侧与所述第一压缩机和涡轮一体机的涡轮进气流道的进口连通，所述第一压缩机和涡轮一体机的涡轮排气流道的出口与低压气源连通；

所述换热器的第二换热侧的一端通过管路与所述储热罐连通、另一端通过管路与所述储冷罐连通。

2.根据权利要求1所述的基于压缩机和涡轮一体机的紧凑式压缩空气储能系统，其特征在于，当所述压缩空气储能系统处于压缩储能阶段时，所述第一、二压缩机和涡轮一体机设置为压缩机模式，此时调节各所述可调压缩机导叶处于打开状态、各所述可调涡轮导叶处于关闭状态，使得所述压缩机进气流道处于打开状态、所述涡轮进气流道处于关闭状态，所述起发一体电机作为起动机带动所述第一、二压缩机和涡轮一体机转动，所述储冷罐中的低温工质经所述换热器的第二换热侧输送至所述储热罐。

3.根据权利要求1所述的基于压缩机和涡轮一体机的紧凑式压缩空气储能系统，其特征在于，当所述压缩空气储能系统处于膨胀释能阶段时，所述第一、二压缩机和涡轮一体机设置为涡轮模式，此时调节各所述可调压缩机导叶处于关闭状态、各所述可调涡轮导叶处于打开状态，使得所述压缩机进气流道处于关闭状态、所述涡轮进气流道处于打开状态，压缩空气储罐中的高压空气驱动所述第一、二压缩机和涡轮一体机，所述起发一体电机作为发电机被驱动，所述储热罐的高温工质经所述换热器的第二换热侧输送至所述储冷罐。

4.根据权利要求1所述的基于压缩机和涡轮一体机的紧凑式压缩空气储能系统，其特征在于，各所述可调压缩机导叶与各所述可调涡轮导叶在周向位置上一一对应，对应的所述可调压缩机导叶与可调涡轮导叶共用同一导叶角度旋转轴，且角度相差90°。

5.根据权利要求1所述的基于压缩机和涡轮一体机的紧凑式压缩空气储能系统，其特征在于，所述压缩机进气流道设置在所述涡轮进气流道的外侧，所述压缩机排气流道设置在所述涡轮排气流道的外侧，所述涡轮动叶叶片布置在所述轮盘与环形隔板的内侧壁之间，所述压缩机动叶叶片布置在所述环形隔板的外侧壁上。