【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及儲(chǔ)能，尤其涉及一種氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其實(shí)驗(yàn)方法。
技術(shù)介紹
1、隨著可再生能源的快速發(fā)展，發(fā)電功率的不穩(wěn)定性、隨機(jī)性和波動(dòng)性對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成了挑戰(zhàn)。為了解決這一問題，發(fā)展了多種儲(chǔ)能技術(shù)，達(dá)到削峰填谷的目的。
2、其中，液態(tài)空氣儲(chǔ)能技術(shù)因其高效性以及地理限制小而受到關(guān)注。液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)將電能以低溫、低壓、高密度的液態(tài)空氣形式存儲(chǔ)，合理吸收電網(wǎng)低谷電和不同形式的余熱資源，并在需求時(shí)穩(wěn)定輸出冷、熱、電及工業(yè)用氣等多種形式能源的新型儲(chǔ)能方法。液態(tài)空氣儲(chǔ)能技術(shù)在儲(chǔ)能過程中，空氣被壓縮、液化并儲(chǔ)存，液態(tài)丙烷作為蓄冷介質(zhì)液化空氣。
3、在使用過程中，為了防止蓄冷儲(chǔ)罐內(nèi)部成分因氧氣存在而發(fā)生氧化、腐蝕、聚合、降解等形成爆炸性混合物等現(xiàn)象，需要對(duì)蓄冷儲(chǔ)罐中液態(tài)丙烷液面以上的空間填充氮?dú)狻６獨(dú)庠谝簯B(tài)丙烷中的溶解度會(huì)隨溫度變化而變化，氮?dú)馊芙庥谝簯B(tài)丙烷會(huì)使儲(chǔ)罐內(nèi)壓力變化，容易影響系統(tǒng)性能，甚至帶來安全隱患。
4、為此，相關(guān)技術(shù)通過實(shí)驗(yàn)臺(tái)直接測(cè)定氮?dú)庠诓煌瑴囟群蛪毫ο氯芙庥谝簯B(tài)丙烷的情況，但是該方式測(cè)定氮?dú)庠谝簯B(tài)丙烷中的溶解度，實(shí)際上測(cè)定的是氮?dú)庠谝簯B(tài)丙烷均勻混合后形成的兩相體系的溶解度，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)際應(yīng)用存在偏差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供一種氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中上述技術(shù)缺陷，實(shí)現(xiàn)了對(duì)低溫恒定常壓下氮?dú)馊芙膺^程的模擬，可預(yù)測(cè)低溫常壓下氮?dú)庠谝簯B(tài)丙烷中的溶解度，為液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的蓄冷工藝
2、本專利技術(shù)還提供一種氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)方法。
3、本專利技術(shù)提供一種氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括模擬儲(chǔ)罐、蓄冷組件、氮?dú)夤嘧⒀b置和數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
4、模擬儲(chǔ)罐內(nèi)部適于灌注液態(tài)丙烷，所述模擬儲(chǔ)罐內(nèi)液態(tài)丙烷的液面以上形成有用于填充氮?dú)獾臍庀嗫臻g，所述模擬儲(chǔ)罐的內(nèi)部設(shè)有溫度監(jiān)測(cè)組件；
5、蓄冷組件包括蓄冷部件和控制部件，所述蓄冷部件設(shè)于所述模擬儲(chǔ)罐的內(nèi)部，所述蓄冷部件內(nèi)填充有蓄冷劑，所述控制部件設(shè)于所述蓄冷部件，用于控制所述蓄冷劑的流量，以維持所述模擬儲(chǔ)罐內(nèi)液態(tài)丙烷和所述氣相空間內(nèi)氮?dú)獾臏囟龋?/p>
6、氮?dú)夤嘧⒀b置與所述模擬儲(chǔ)罐的進(jìn)口連接，用于向所述模擬儲(chǔ)罐灌注氮?dú)猓⑹顾瞿M儲(chǔ)罐保持在恒壓狀態(tài)，所述氮?dú)夤嘧⒀b置設(shè)有相應(yīng)的壓力監(jiān)測(cè)組件；
7、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分別與所述溫度監(jiān)測(cè)組件和所述壓力監(jiān)測(cè)組件連接，用于監(jiān)測(cè)所述模擬儲(chǔ)罐的溫度信息和壓力信息，并將所述溫度信息和所述壓力信息實(shí)時(shí)顯示。
8、根據(jù)本專利技術(shù)提供的氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，所述氮?dú)夤嘧⒀b置包括依次連接的緩沖瓶、氮?dú)鈳?kù)和氮?dú)馄浚鼍彌_瓶與所述模擬儲(chǔ)罐的進(jìn)口連接；
9、所述氮?dú)馄颗c所述氮?dú)鈳?kù)之間的連接管路上設(shè)有第一閥門，所述氮?dú)鈳?kù)與所述緩沖瓶之間的連接管路上設(shè)有第二閥門，所述緩沖瓶與所述模擬儲(chǔ)罐的進(jìn)口之間的連接管路上設(shè)有第三閥門。
10、根據(jù)本專利技術(shù)提供的氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，所述蓄冷部件包括蓄冷主體，所述蓄冷主體沿所述模擬儲(chǔ)罐的高度方向螺旋設(shè)置，所述蓄冷主體的上端設(shè)有出液管，所述蓄冷主體的下端設(shè)有進(jìn)液管，所述進(jìn)液管和所述出液管均貫穿所述模擬儲(chǔ)罐，并伸出所述模擬儲(chǔ)罐的外部，所述控制部件設(shè)于所述進(jìn)液管，用于控制所述進(jìn)液管的蓄冷劑流量。
11、根據(jù)本專利技術(shù)提供的氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，所述控制部件包括第四閥門和控制器，所述第四閥門設(shè)于所述進(jìn)液管，所述控制器與所述第四閥門電連接，用于根據(jù)所述模擬儲(chǔ)罐內(nèi)的預(yù)設(shè)溫度值和檢測(cè)溫度值控制所述第四閥門的開度。
12、根據(jù)本專利技術(shù)提供的氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，所述模擬儲(chǔ)罐的外側(cè)設(shè)有多層絕熱保溫層；所述模擬儲(chǔ)罐的出口上連接有出口管路，所述出口管路上設(shè)有第五閥門。
13、本專利技術(shù)還提供一種氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)方法，基于任一項(xiàng)所述的氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括如下步驟：
14、確定所述模擬儲(chǔ)罐滿足實(shí)驗(yàn)要求，向所述模擬儲(chǔ)罐灌注液態(tài)丙烷，并稱量所述液態(tài)丙烷的質(zhì)量；
15、根據(jù)多個(gè)預(yù)設(shè)溫度值和相應(yīng)的檢測(cè)溫度值，控制所述蓄冷部件內(nèi)蓄冷劑的流量，對(duì)所述模擬儲(chǔ)罐內(nèi)的液態(tài)丙烷和氣相空間內(nèi)氮?dú)膺M(jìn)行階梯式降溫；并實(shí)時(shí)獲取所述模擬儲(chǔ)罐的溫度信息和壓力信息，并基于所述溫度信息和所述壓力信息，確定氮?dú)庠谝簯B(tài)丙烷中的溶解度。
16、根據(jù)本專利技術(shù)提供的氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)方法，所述確定所述模擬儲(chǔ)罐滿足實(shí)驗(yàn)要求，包括：
17、對(duì)所述模擬儲(chǔ)罐進(jìn)行檢漏；
18、若所述模擬儲(chǔ)罐無泄漏時(shí)，對(duì)所述模擬儲(chǔ)罐進(jìn)行真空抽取；若所述模擬儲(chǔ)罐存在泄漏時(shí)，對(duì)相應(yīng)的泄漏位置進(jìn)行處理。
19、根據(jù)本專利技術(shù)提供的氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)方法，所述根據(jù)多個(gè)預(yù)設(shè)溫度值和相應(yīng)的檢測(cè)溫度值，控制所述蓄冷部件內(nèi)蓄冷劑的流量，對(duì)所述模擬儲(chǔ)罐內(nèi)的液態(tài)丙烷和氣相空間內(nèi)氮?dú)膺M(jìn)行階梯式降溫，包括：
20、確定所述模擬儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力小于預(yù)設(shè)壓力，控制所述氮?dú)夤嘧⒀b置向所述模擬儲(chǔ)罐灌注氮?dú)猓顾瞿M儲(chǔ)罐保持在恒壓狀態(tài)；
21、確定所述模擬儲(chǔ)罐的壓力在預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)無變化時(shí)，控制所述蓄冷部件內(nèi)蓄冷劑的流量，對(duì)所述模擬儲(chǔ)罐內(nèi)的液態(tài)丙烷和氣相空間內(nèi)氮?dú)膺M(jìn)行階梯式降溫。
22、根據(jù)本專利技術(shù)提供的氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)方法，所述控制所述氮?dú)夤嘧⒀b置向所述模擬儲(chǔ)罐灌注氮?dú)猓顾瞿M儲(chǔ)罐保持在恒壓狀態(tài)，包括：
23、控制所述模擬儲(chǔ)罐和緩沖瓶之間的第三閥門打開，并使所述第三閥門處于常開狀態(tài)；
24、控制緩沖瓶和氮?dú)鈳?kù)之間的第二閥門多次打開，且使所述第二閥門的開度小于所述第三閥門的開度。
25、根據(jù)本專利技術(shù)提供的氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)方法，所述預(yù)設(shè)溫度值的最大值比常壓下丙烷的沸點(diǎn)溫度低，所述預(yù)設(shè)溫度值的最小值為丙烷蓄冷介質(zhì)的溫度下限。
26、本專利技術(shù)提供的氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過在灌注有一定量液態(tài)丙烷的模擬儲(chǔ)罐內(nèi)設(shè)置溫度檢測(cè)組件和蓄冷組件，使蓄冷組件的內(nèi)部填充蓄冷劑以維持模擬儲(chǔ)罐內(nèi)的溫度，并在模擬儲(chǔ)罐的進(jìn)口上連接氮?dú)夤嘧⒀b置，使模擬儲(chǔ)罐保持在恒壓狀態(tài)，氮?dú)夤嘧⒀b置內(nèi)設(shè)有壓力監(jiān)測(cè)組件。通過數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)模擬儲(chǔ)罐內(nèi)的溫度信息和相應(yīng)的壓力信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合以獲得適用于低溫、常壓下的氮?dú)庠谝簯B(tài)丙烷中擴(kuò)散溶解度的預(yù)測(cè)公式。該模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能夠模擬實(shí)際工況下（即低溫和恒定大氣壓力下）氮?dú)庠谝簯B(tài)丙烷中的擴(kuò)散溶解過程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)低溫恒定常壓下氮?dú)馊芙膺^程的模擬，可預(yù)測(cè)低溫常壓下氮?dú)庠谝簯B(tài)丙烷中的溶解度，為液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的蓄冷工藝設(shè)計(jì)提供重要的數(shù)據(jù)支持，有助于提高液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效率和安全性。
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1.一種氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述氮?dú)夤嘧⒀b置包括依次連接的緩沖瓶、氮?dú)鈳?kù)和氮?dú)馄浚鼍彌_瓶與所述模擬儲(chǔ)罐的進(jìn)口連接；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄冷部件包括蓄冷主體，所述蓄冷主體沿所述模擬儲(chǔ)罐的高度方向螺旋設(shè)置，所述蓄冷主體的上端設(shè)有出液管，所述蓄冷主體的下端設(shè)有進(jìn)液管，所述進(jìn)液管和所述出液管均貫穿所述模擬儲(chǔ)罐，并伸出所述模擬儲(chǔ)罐的外部，所述控制部件設(shè)于所述進(jìn)液管，用于控制所述進(jìn)液管的蓄冷劑流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制部件包括第四閥門和控制器，所述第四閥門設(shè)于所述進(jìn)液管，所述控制器與所述第四閥門電連接，用于根據(jù)所述模擬儲(chǔ)罐內(nèi)的預(yù)設(shè)溫度值和檢測(cè)溫度值控制所述第四閥門的開度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述模擬儲(chǔ)罐的外側(cè)設(shè)有多層絕熱保溫層；
6.一種氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，所述確定所述模擬儲(chǔ)罐滿足實(shí)驗(yàn)要求，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，所述根據(jù)多個(gè)預(yù)設(shè)溫度值和相應(yīng)的檢測(cè)溫度值，控制所述蓄冷部件內(nèi)蓄冷劑的流量，對(duì)所述模擬儲(chǔ)罐內(nèi)的液態(tài)丙烷和氣相空間內(nèi)氮?dú)膺M(jìn)行階梯式降溫，包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，所述控制所述氮?dú)夤嘧⒀b置向所述模擬儲(chǔ)罐灌注氮?dú)猓顾瞿M儲(chǔ)罐保持在恒壓狀態(tài)，包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)溫度值的最大值比常壓下丙烷的沸點(diǎn)溫度低，所述預(yù)設(shè)溫度值的最小值為丙烷蓄冷介質(zhì)的溫度下限。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述氮?dú)夤嘧⒀b置包括依次連接的緩沖瓶、氮?dú)鈳?kù)和氮?dú)馄浚鼍彌_瓶與所述模擬儲(chǔ)罐的進(jìn)口連接；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄冷部件包括蓄冷主體，所述蓄冷主體沿所述模擬儲(chǔ)罐的高度方向螺旋設(shè)置，所述蓄冷主體的上端設(shè)有出液管，所述蓄冷主體的下端設(shè)有進(jìn)液管，所述進(jìn)液管和所述出液管均貫穿所述模擬儲(chǔ)罐，并伸出所述模擬儲(chǔ)罐的外部，所述控制部件設(shè)于所述進(jìn)液管，用于控制所述進(jìn)液管的蓄冷劑流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制部件包括第四閥門和控制器，所述第四閥門設(shè)于所述進(jìn)液管，所述控制器與所述第四閥門電連接，用于根據(jù)所述模擬儲(chǔ)罐內(nèi)的預(yù)設(shè)溫度值和檢測(cè)溫度值控制所述第四閥門的開度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的氮?dú)庠诒橹腥芙獾哪M實(shí)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：季偉，牛韜，劉坤，呂成淵，王俊杰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中綠中科儲(chǔ)能技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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