蓄热式压缩空气储能装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及储能技术领域，提供了一种蓄热式压缩空气储能装置。该装置包括强化块体和形成于山体的腔洞，强化块体堵塞在腔洞的洞口，腔洞内自强化块体至腔洞的洞底的方向依次设有第一分流器和第二分流器，第二分流器将腔洞位于第一分流器与腔洞洞底之间的空间分隔成蓄热腔和储气腔；蓄热腔临近强化块体设置，蓄热腔内填充有蓄热材料；强化块体横向贯穿开设有与第一分流器连通的第一通道，第一通道上设有阀门。本发明专利技术不仅实现了热能存储和势能存储的一体化设计，大幅降低了整个装置的复杂程度，而且还降低了成本和占地面积。此外，本发明专利技术采用强化块体封堵在腔洞的洞口，既保证了腔洞的气密性和强度，又满足了高压储气安全和高效的需求。

Energy storage device of regenerative compressed air

The invention relates to the technical field of energy storage, and provides a heat storage compressed air energy storage device. The device includes a strengthening block and a cavity formed in a mountain, the strengthening block is blocked at the hole opening of the cavity, the direction from the strengthening block to the hole bottom in the cavity is successively provided with a first diverter and a second diverter, and the second diverter separates the space between the first diverter and the cavity bottom into a heat storage cavity and a gas storage cavity; the heat storage cavity is adjacent to the strengthening block, and the heat storage cavity is arranged The first channel is connected with the first diverter, and the first channel is provided with a valve. The invention not only realizes the integrated design of heat energy storage and potential energy storage, greatly reduces the complexity of the whole device, but also reduces the cost and floor area. In addition, the invention adopts the strengthening block to block the hole of the cavity, which not only ensures the air tightness and strength of the cavity, but also meets the requirements of high-pressure gas storage safety and efficiency.

【技术实现步骤摘要】
蓄热式压缩空气储能装置
本专利技术涉及储能
，尤其涉及一种蓄热式压缩空气储能装置。
技术介绍
压缩空气储能是一种新型蓄能蓄电技术。储能尤其是电能的存储对能源结构优化和电网运行调节具有重大意义。1978年，德国建成世界第一座示范性压缩空气蓄能电站，紧跟其后的是美国、日本和以色列。压缩空气储能发电系统的工作原理与抽水蓄能相类似，当电力系统的用电处于低谷时，系统储能即利用富余的电能驱动空气压缩机压缩空气，将电能以压缩空气的形式储存在储气装置中；当电力系统用电负荷达到高峰、发电量不足时，系统释能即储气装置将存储的压缩空气释放出来，压缩空气与燃料在燃烧室中混合燃烧，燃烧生成的高温气体在透平膨胀机中膨胀做功并带动发电机发电，由此便完成了电能—空气势能—电能的转化。现有的绝热压缩空气储能系统摒弃了通过消耗燃料来提升压缩空气做功能力的技术路线，在储能阶段将富余的电能转换为热能和空气势能分别存储，在释能阶段利用系统自身存储的热能加热透平膨胀机进气。可见，绝热压缩空气储能系统在储能阶段将热能和势能分别独立存储，而在释能阶段又将热能和势能进行耦合，既满足了透平膨胀机对于入口温度的要求，又避免了碳排放。由于，目前绝热压缩空气储能系统存储势能时需要设立专门的压力容器来存储压缩空气，同时存储热能时又需要设置专门的蓄热器和换热器组，因此绝热压缩空气储能系统结构复杂、成本高、占地面积大。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。本专利技术的目的是提供一种蓄热式压缩空气储能装置，以解决现有绝热压缩空气储能系统结构复杂、成本高、占地面积大的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种蓄热式压缩空气储能装置，该装置包括强化块体和形成于山体的腔洞，所述强化块体堵塞在所述腔洞的洞口，所述腔洞内自所述强化块体至所述腔洞的洞底的方向依次设有第一分流器和第二分流器，所述第二分流器将所述腔洞位于所述第一分流器与所述腔洞洞底之间的空间分隔成蓄热腔和储气腔；所述蓄热腔临近所述强化块体设置，所述蓄热腔内填充有蓄热材料；所述强化块体横向贯穿开设有与所述第一分流器连通的第一通道，所述第一通道上设有阀门。其中，所述第一通道的内壁、所述蓄热腔的侧壁以及所述第一分流器和所述第二分流器背向所述蓄热腔的一侧均铺设有保温绝热层，铺设在所述第二分流器上的保温绝热层开设有用于连通所述第二分流器与所述储气腔的第二通道。其中，所述第一分流器抵靠在所述强化块体上，所述第二分流器背向所述蓄热腔的一侧设有支撑墙，所述支撑墙上开设有用于连通所述第二分流器与所述储气腔的通气口。其中，所述第一通道设于所述强化块体的下部。其中，所述腔洞为自然腔洞或人造腔洞。其中，所述蓄热材料呈颗粒状。其中，所述强化块体由水泥浇筑而成。其中，所述强化块体呈锥形结构，所述强化块体的大端朝向所述第一分流器设置；所述腔洞的洞口开设为与所述强化块体相适应的锥形洞。其中，所述强化块体的外壁均布有锯齿状凸起，所述腔洞的内壁开设有与所述锯齿状凸起配合的锯齿状凹槽。本专利技术充分利用了形成于山体的腔洞，将蓄热腔和储气腔集成在腔洞中，不仅实现了热能存储和势能存储的一体化设计，大幅降低了整个装置的复杂程度，而且还降低了成本和占地面积。此外，本专利技术采用强化块体封堵在腔洞的洞口，既保证了腔洞的气密性和强度，又满足了高压储气安全和高效的需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例中的一种蓄热式压缩空气储能装置的结构示意图。附图标记：1、强化块体；1.1、第一通道；1.2、锯齿状凸起；2、第一分流器；3、第二分流器；4、蓄热腔；5、储气腔；6、蓄热材料；7、保温绝热层；7.1、第二通道；8、支撑墙；8.1、通气口。具体实施方式为使专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合专利技术中的附图，对专利技术中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，除非另有说明，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在专利技术中的具体含义。如图1所示，本实施例提供了一种蓄热式压缩空气储能装置，该装置包括强化块体1和形成于山体的腔洞，强化块体1堵塞在腔洞的洞口，腔洞内自强化块体1至腔洞的洞底的方向依次设有第一分流器2和第二分流器3，第二分流器3将腔洞位于第一分流器2与腔洞洞底之间的空间分隔成蓄热腔4和储气腔5；蓄热腔4临近强化块体1设置，蓄热腔4内填充有蓄热材料6；强化块体1横向贯穿开设有与第一分流器2连通的第一通道1.1，第一通道1.1上设有阀门。其中，腔洞可以为自然腔洞，也可以为人造腔洞即人工在山体上挖掘的腔洞。储能时：将外部高温气源与第一通道1.1连通，并打开阀门。此时外部高温气源排出的高温高压气体便通过第一通道1.1流向第一分流器2。高温高压气体经第一分流器2分配后均匀的流入蓄热腔4，流经蓄热腔4的高温高压气体不断与蓄热腔4内的蓄热材料6换热，高温高压气体将自身热量传递给蓄热材料6后转变为高压低温气体。高压低温气体再通过第二分流器3流入储气腔5进行存储。随着外部高温气源排出的高温高压气体源源不断地流入蓄热腔4，蓄热材料6存储的热量也随之增多。可见在整个储能阶段，热能不断存储在蓄热腔4中，势能不断存储在储气腔5中。储能结束时，关闭阀门并断开外部高温气源与第一通道1.1即可。需要说明的是，关闭阀门，停止供气后蓄热腔4内的压力与储气腔5内的压力相同，而由于蓄热材料6的存在蓄热腔4内流动阻力大，因此储气腔5内存储在高压低温气体不会倒流回蓄热腔4。释能时：将外部用气负荷与第一通道1.1连通，并打开阀门。此时，蓄热腔4与外部用气负荷连通，储气腔5内的压力大于蓄热腔4内的压力，储气腔5内存储的高压低温气体经第二分流器3分配后均匀的流入蓄热腔4，流经蓄热腔4的高压低温气体不断与蓄热腔4内的蓄热材料6换热，高压低温气体从蓄热材料6吸收热量后转变为高温高压气体。高温高压气体再依次通过第一分流器2和第一通道1.1流入外部用气负荷，由此就完成了热能和势能的耦合。需要说明的是，上述所述的外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓄热式压缩空气储能装置，其特征在于，包括强化块体和形成于山体的腔洞，所述强化块体堵塞在所述腔洞的洞口，所述腔洞内自所述强化块体至所述腔洞的洞底的方向依次设有第一分流器和第二分流器，所述第二分流器将所述腔洞位于所述第一分流器与所述腔洞洞底之间的空间分隔成蓄热腔和储气腔；所述蓄热腔临近所述强化块体设置，所述蓄热腔内填充有蓄热材料；所述强化块体横向贯穿开设有与所述第一分流器连通的第一通道，所述第一通道上设有阀门。/n

【技术特征摘要】
1.一种蓄热式压缩空气储能装置，其特征在于，包括强化块体和形成于山体的腔洞，所述强化块体堵塞在所述腔洞的洞口，所述腔洞内自所述强化块体至所述腔洞的洞底的方向依次设有第一分流器和第二分流器，所述第二分流器将所述腔洞位于所述第一分流器与所述腔洞洞底之间的空间分隔成蓄热腔和储气腔；所述蓄热腔临近所述强化块体设置，所述蓄热腔内填充有蓄热材料；所述强化块体横向贯穿开设有与所述第一分流器连通的第一通道，所述第一通道上设有阀门。


2.根据权利要求1所述的蓄热式压缩空气储能装置，其特征在于，所述第一通道的内壁、所述蓄热腔的侧壁以及所述第一分流器和所述第二分流器背向所述蓄热腔的一侧均铺设有保温绝热层，铺设在所述第二分流器上的保温绝热层开设有用于连通所述第二分流器与所述储气腔的第二通道。


3.根据权利要求1所述的蓄热式压缩空气储能装置，其特征在于，所述第一分流器抵靠在所述强化块体上，所述第二分流器背向所述蓄热腔的一侧设有支撑墙，所述支撑墙上开设有用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅生伟，薛小代，张学林，张通，陈来军，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11