[发明专利]一种压缩二氧化碳储能系统大容积承压储气装置

说明书

本发明公开一种压缩二氧化碳储能系统大容积承压储气装置，该发明用于压缩二氧化碳储能系统中的低压储气侧，其包外部保护结构单元，承压储气单元和柔性支撑单元。本发明利用气体优化储存技术和液压柔性结构技术，减少压缩二氧化碳储能项目选址难度，减少占地面积。本装置可用于地下、半地下及地上等工程环境中，亦可根据储能系统的装机规模需求，调整储气装置的数量，提高了压缩二氧化碳储能项目装机规模和选址的灵活性。

技术领域

本发明涉及压缩二氧化碳技术领域，具体为一种压缩二氧化碳储能系统大容积承压储气装置。

背景技术

随着太阳能、风能装机规模飞速发展，受太阳能和风能等清洁能源不稳定性和随机性影响，电网对大规模储能的需求越来越大，要求也越来越高。压缩气体储能作为一种可以实现大容量和长时间电能存储的储能系统，将低谷、风能、太阳能等不容易储藏的电力用于压缩气体储能系统，在需要时给释放转化为电能。压缩气体储能具有装机容量大、站址布局灵活、建设周期短、环境友好、具有交流同步发电机特性等优势，是可以与抽水蓄能相媲美的新型储能技术。

气体储能技术中压缩二氧化碳储能技术是唯一不受地域限制的，常压气态二氧化碳储存于常压气囊中，高压液化二氧化碳储存于高压液化罐中。储能工况下，压缩机吸收常压气囊中的二氧化碳气体，经加压吸热后二氧化碳储液化存储于高压液化罐中；发电工况下，高压液化罐中的液态压二氧化碳气化，高压二氧化碳气体推动透平机做功，做功后的常压气态二氧化碳返回常压气囊存储，从而实现大容量二氧化碳储能。储能介质二氧化碳系统内闭式循环，所有设备均可地面布置。二氧化碳储能系统工作原理简单，但因常压气囊特殊性导致其技术无法推广应用。常压气囊为大容积气囊，气囊占地空间巨大，占储能系统总用地面积的70%以上，储能时长越长，储能规模越大，占地面积大和安全性差的弊端也越发凸显。即使在西北荒芜地区，受恶劣天气影响，常压气囊也无法安全稳定应用。此外，气囊一旦破损，整个储能电站都会停止，气囊维护费用过高。因此，减少常压气囊占地面积，提高常压气囊的安全性和稳定性是压缩二氧化碳储能技术推广的关键措施。

发明内容

本发明的目的是为解决常压气态二氧化碳储存技术难题，而提供一种储气容量大、安全可靠的压缩二氧化碳储能系统大容积承压储气装置，其占地面积少，安全性高，适应大容量特殊气体储存，利用场景更广泛。为此，本发明采用以下技术方案：

一种压缩二氧化碳储能系统大容积承压储气装置，其特征在于包含外部保护结构单元，承压储气单元和柔性支撑单元；所述外部保护结构包括框架结构，框架性构向上敞口，底部固定于场址；承压储气单元包括储气囊，其充气状态时，向上延伸扩容，并且，上部暴露于框架结构上方；

所述承压储气单元对于储气囊在充满气后将要暴露在框架结构上方的部分匹配高度方向设置多道连接环，连接环之间连接多道连接绳；

所述外部保护结构单元对于最下层连接环设置多条竖向连接环限位轨道；并且，对于所述最下层的连接环，设置牵引机构，在排气时，由牵引机构通过牵引绳将其下拉至框架结构的底部；所述最下层的连接环设置导向配合结构与所述竖向连接环限位轨道配合。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案，或对这些进一步的技术方案组合使用：

所述框架结构为圆柱形围墙结构。

所述牵引绳也经所述竖向连接环限位轨道与所述最下层的连接环连接。

所述竖向连接环限位轨道同时也作为框架结构的向外排水通道。

所述多道的连接环中，其直径自下而上依次递减，

所述储气囊，采用多层高分子柔性材料，外层为防腐蚀保护层，储气囊外层的底部固定于外部保护结构单元的底部，内层为承压储气层，构成储气囊腔，柔性支撑单元内置于所述内层和外层之间，在储气囊的内外层之间设置柔性支撑单元的润滑油主支撑通道并分布微型润滑油支撑通道。

润滑油主支撑通道和微型润滑油支撑通道均为可流通液压油并耐受弯折的软管，微型支撑通道分布为网状，实现储气囊内外层之间的液压支撑骨架。