【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及儲能，具體涉及一種恒壓壓縮空氣儲能裝置及儲能系統。
技術介紹
1、電力儲能技術能夠實現電能在時間上和空間上的調節，大幅提升可再生能源的并網率，增強可再生能源電力系統的穩定性與可調節性，屬于能源革命的關鍵技術。壓縮空氣儲能作為一種電力儲能技術，與抽水蓄能相近，具有規模大和成本低的特點。
2、對于恒容壓縮空氣儲能方式，一般會采用儲氣裝置；在儲能過程中，由于空氣不斷進入儲氣裝置，儲氣裝置內部的壓力和溫度會逐漸升高；壓力升高使得單位儲氣質量的功耗增加，壓縮機背壓增加，偏離設計工況，效率降低；溫度升高使得儲氣量減少；在釋能過程中，由于空氣不斷流出儲氣裝置，儲氣裝置內部的壓力和溫度會逐漸降低，在壓力降低到膨脹機的入口壓力后，便無法滿足膨脹機滿功率發電，溫度降低且會加速壓力降低，限制膨脹機的輸出總功，嚴重降低整個儲能系統的儲能效率和儲能密度。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供了一種恒壓壓縮空氣儲能裝置，以解決現有的恒容壓縮空氣儲能，在儲能過程中，由于空氣不斷進入儲氣裝置，儲氣裝置內部的壓力和溫度會逐漸升高；壓力升高使得單位儲氣質量的功耗增加，壓縮機背壓增加，偏離設計工況，效率降低；溫度升高使得儲氣量減少；在釋能過程中，由于空氣不斷流出儲氣裝置，儲氣裝置內部的壓力和溫度會逐漸降低，在壓力降低到膨脹機的入口壓力后，便無法滿足膨脹機滿功率發電，溫度降低且會加速壓力降低，限制膨脹機的輸出總功，嚴重降低整個儲能系統的儲能效率和儲能密度的問題。
2、第一方面，
3、儲能庫，內部分為第一封閉腔體和第二封閉腔體；所述第一封閉腔體設有進氣口和出氣口；在所述第二封閉腔體內存儲有第一流體；
4、至少一個柔性氣囊，位于所述第一封閉腔體內，且所述柔性氣囊將儲能庫內部分隔為第一封閉腔體和第二封閉腔體；所述柔性氣囊內部與所述第二封閉腔體連通；
5、加熱器，設置于所述第二封閉腔體內；
6、所述恒壓壓縮空氣儲能裝置具有壓縮空氣通過所述進氣口進入第一封閉腔體，壓縮柔性氣囊，第一封閉腔體的體積變大，第二封閉腔體內的第一流體受壓液化，緩解壓縮空氣升溫升壓的儲能狀態；以及具有所述加熱器加熱所述第一流體，第一流體吸熱氣化，進一步傳熱給壓縮空氣，對壓縮空氣升溫，柔性氣囊膨脹，第一封閉腔體的體積變小，壓縮空氣通過所述出氣口排出的釋能狀態。有益效果：本申請采用上述技術方案，在儲能過程中，通過壓縮空氣壓縮柔性氣囊，使得柔性氣囊內部的第一流體受壓液化，同時傳熱吸收第一封閉腔體內部壓縮空氣的熱量，第一封閉腔體的有效儲氣容積變大，儲氣過程近似恒壓過程，第一封閉腔體內的溫度和壓力的增加程度減緩，第一封閉腔體能夠儲存更多的壓縮空氣，即提高儲氣能力，同時降低壓縮功耗，且避免壓縮機在變工況下的運行效率降低；在釋能過程中，加熱器加熱所述第一流體，第二封閉腔體內的第一流體吸熱氣化，一方面，柔性氣囊所占空間變大，另一方面，第一流體的熱量通過柔性氣囊傳遞給壓縮空氣，減緩第一封閉腔體內的溫度和壓力的降低程度，第一封閉腔體在體積減小和熱量輸入的雙重作用下，第一封閉腔體內的溫度和壓力的降低趨勢得到緩解，能夠實現近似恒壓的釋能過程，增加輸出的壓縮空氣的能量。第一封閉腔體內墊底的壓縮空氣減少，第一封閉腔體內的壓縮空氣得到更有效地利用。
7、可選地，所述第一流體的沸點范圍為30℃～70℃。
8、可選地，所述第一流體為二氧化碳。
9、可選地，在所述第一封閉腔體的進氣口設有第一閥門；在所述第一封閉腔體的出氣口設有調節閥。有益效果：本申請采用上述技術方案，通過第一閥門方便通斷壓縮空氣的輸入；通過調節閥方便調節后續膨脹機的進氣壓力。
10、可選地，在用電低谷時，所述恒壓壓縮空氣儲能裝置處于儲能狀態；在用電高峰時，所述恒壓壓縮空氣儲能裝置處于釋能狀態。
11、第二方面，本專利技術還提供一種儲能系統，包括：所述的恒壓壓縮空氣儲能裝置。
12、可選地，還包括：
13、依次連接的至少二級壓縮機，與所述第一封閉腔體的進氣口連接；所述壓縮機適于壓縮空氣；
14、依次連接的至少二級膨脹機，與所述第一封閉腔體的出氣口連接。
15、可選地，所述加熱器為換熱盤管。
16、可選地，還包括：
17、至少一個冷卻器，內部流動有第二流體；所述冷卻器適于回收壓縮機的壓縮熱，以加熱所述第二流體；
18、蓄熱結構，與所述冷卻器連接，所述蓄熱結構適于存儲加熱后的第二流體；
19、至少一個再熱器，與所述蓄熱結構連接；所述再熱器適于通過蓄熱結構輸送的第二流體對膨脹機的進氣進行加熱；所述再熱器的輸出端與所述換熱盤管的輸入端連接；
20、蓄冷結構，與所述換熱盤管的輸出端連接，且所述蓄冷結構與所述冷卻器連接；所述蓄冷結構適于存儲冷卻后的第二流體，并向冷卻器輸送冷卻后的第二流體。有益效果：本申請采用上述技術方案，在實現恒壓儲能和釋能的基礎上，實現再熱器輸出的第二流體低溫余熱的有效回收利用，降低能量損失，突破現有恒容壓縮空氣儲能的儲能效率和儲能密度的限制；進一步增加了整個儲能系統的儲能效率和儲能密度。
21、可選地，在所述蓄熱結構與再熱器連接的管路上設有依次連接的第一動力泵和第二閥門；在所述蓄冷結構與冷卻器連接的管路上設有依次連接的第二動力泵和第三閥門。有益效果：本申請采用上述技術方案，通過第一動力泵和第二動力泵，提高輸送動力；通過第二閥門和第三閥門，方便控制第二流體流通的通斷。
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1.一種恒壓壓縮空氣儲能裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的恒壓壓縮空氣儲能裝置，其特征在于，所述第一流體（2）的沸點范圍為30℃～70℃。
3.根據權利要求2所述的恒壓壓縮空氣儲能裝置，其特征在于，所述第一流體（2）為二氧化碳。
4.根據權利要求1所述的恒壓壓縮空氣儲能裝置，其特征在于，在所述第一封閉腔體的進氣口設有第一閥門（4）；在所述第一封閉腔體的出氣口設有調節閥（5）。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的恒壓壓縮空氣儲能裝置，其特征在于，在用電低谷時，所述恒壓壓縮空氣儲能裝置處于儲能狀態；在用電高峰時，所述恒壓壓縮空氣儲能裝置處于釋能狀態。
6.一種儲能系統，其特征在于，包括：權利要求1-5中任一項所述的恒壓壓縮空氣儲能裝置。
7.根據權利要求6所述的儲能系統，其特征在于，還包括：
8.根據權利要求7所述的儲能系統，其特征在于，所述加熱器為換熱盤管（8）。
9.根據權利要求8所述的儲能系統，其特征在于，還包括：
10.根據權利要求9所述的儲能系統，其
...【技術特征摘要】
1.一種恒壓壓縮空氣儲能裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的恒壓壓縮空氣儲能裝置，其特征在于，所述第一流體（2）的沸點范圍為30℃～70℃。
3.根據權利要求2所述的恒壓壓縮空氣儲能裝置，其特征在于，所述第一流體（2）為二氧化碳。
4.根據權利要求1所述的恒壓壓縮空氣儲能裝置，其特征在于，在所述第一封閉腔體的進氣口設有第一閥門（4）；在所述第一封閉腔體的出氣口設有調節閥（5）。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的恒壓壓縮空氣儲能裝置，其特征在于，在用電低谷時，所述恒壓壓縮空氣儲能裝置處于儲能狀態；在用電高峰時，所述恒壓壓縮空氣儲能裝置...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉長春，周學志，徐玉杰，凌浩恕，陳海生，
申請(專利權)人：中國科學院工程熱物理研究所，
類型：發明
國別省市：
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