[发明专利]三态轮转式液体自循环可逆压缩装置

权利要求书

1.一种三态轮转式液体自循环可逆压缩装置，其特征在于：包括：三个压力容器、可逆水力变压驱动设备(21)、可逆水力定压驱动设备、液体主管路(23)、低压气体管道(31)、高压气体管道(32)、气体开关(41)和液体开关(42)；其中三个压力容器的气体连接口通过气体开关(41)分别与低压气体管道(31)、高压气体管道(32)相连；三个压力容器的液体连接口通过液体开关(42)分别与可逆水力变压驱动设备(21)的一端、可逆水力定压驱动设备(22)的一端和液体主管路(23)的一端相连；可逆水力变压驱动设备(21)和可逆水力定压驱动设备(22)的另一端都与液体主管路(23)的另一端相连；

采用三态轮转运行方式分三阶段运行，每个阶段中，先采用并行控制策略运行，再采用轮换控制策略并进入下一阶段；

在三态轮转运行方式中，三个压力容器分别在变压状态、高压恒压状态和低压恒压状态之间轮换，可逆水力变压驱动设备(21)通过液体开关(42)连接变压状态压力容器和低压恒压状态压力容器，可逆水力定压驱动设备(22)通过液体开关(42)连接高压恒压状态压力容器和低压恒压状态压力容器；利用电能驱动可逆水力变压驱动设备(21)和可逆水力定压驱动设备(22)的运行，以实现气体的压缩过程；或利用气体膨胀过程做功，以驱动可逆水力变压驱动设备(21)和可逆水力定压驱动设备(22)发电。

2.根据权利要求1所述的一种三态轮转式液体自循环可逆压缩装置，其特征在于，所述并行控制策略为：

压缩时，三个压力容器分别处于变压状态、高压恒压状态、低压恒压状态；进入压缩过程，低压气体管道(31)中低压气体进入处于低压恒压状态的压力容器中，等体积的液体通过液体开关(42)流至可逆水力变压设备(21)和可逆水力恒压设备(22)；可逆水力变压设备(21)耗能驱动液体进入处于变压状态的压力容器中，实现气体的压缩；可逆水力恒压设备(22)耗能驱动液体进入处于高压恒压状态的压力容器中，同时等体积的高压空气迁入高压气体管道(32)；

发电时，三个压力容器分别处于变压状态、高压恒压状态、低压恒压状态；进入发电过程，高压气体在处于变压状态的压力容器中膨胀驱动可逆水力变压驱动设备(21)发电；高压气体管道(32)的高压空气进入处于高压恒压状态的压力容器，同时等体积的液体驱动可逆水力定压驱动设备(22)发电；可逆水力变压驱动设备(21)和可逆水力定压驱动设备(22)的液体进入处于低压恒压状态的压力容器中，同时处于低压恒压状态的压力容器中等体积的低压气体进入低压气体管道(31)。

3.根据权利要求1所述的一种三态轮转式液体自循环可逆压缩装置，其特征在于，所述轮换控制策略为：

压缩时，当处于高压恒压状态的压力容器中充满液体、变压状态的压力容器中气体达到高压气体管道(32)内部压强、低压恒压状态的压力容器中充满低压气体时，压缩过程结束，进行状态切换；各压力容器所处的状态在变压状态、高压恒压状态和低压恒压状态中同时切换，轮转次序为变压状态、高压恒压状态和低压恒压状态依次切换；

发电时，当处于低压恒压状态的压力容器中充满液体、变压状态的压力容器中气体达到低压气体管道(31)内部压强、高压恒压状态的压力容器中混合指定体积高压气体和液体时，膨胀过程结束，进行状态切换；各压力容器所处的状态在变压状态、高压恒压状态和低压恒压状态中同时切换，轮转次序为变压状态、低压恒压状态和高压恒压状态依次切换。

4.根据权利要求1所述的一种三态轮转式液体自循环可逆压缩装置，其特征在于，在变压状态和高压恒压状态之间增加N级变压补偿状态，同时增加N个补偿可逆水力变压驱动设备(24)、压力容器、气体开关(41)的压力容器连接口和液体开关(42)的变压补偿设备连接口，其中N≥1；新增的压力容器(14)的气体连接口和液体连接口分别与气体开关(41)和液体开关(42)相连，第N个新增的补偿可逆水力变压驱动设备(24)的两端分别与第N变压补偿设备连接口和液体主管路(23)相连；各压力容器所处的状态在变压状态、1级变压补偿状态、...、N-1级变压补偿状态、N级变压补偿状态、高压恒压状态和低压恒压状态中同时切换。