一种空气透平发电系统及其气流量调节方法技术方案

本公开提供了一种空气透平发电系统及其气流量调节方法，空气透平发电系统包括：气源，用于释放压缩气体；空气透平，与气源相连接，用于利用气源释放的压缩气体膨胀做功；气流调节装置，设置于空气透平的进气口，气流调节装置包括可转导叶，可转导叶用于控制进入空气透平的气流量；发电机，与空气透平相连接，用于利用空气透平的膨胀做功发电。本公开提供的空气透平发电系统利用可转导叶对进入空气透平的气流量进行调节，可使空气透平级叶片的气流角与流量相匹配，在负荷变化时始终保持较高的通流效率。且相比于现有技术中的阀门节流调节方式，具有较高的负荷调节灵敏度。具有较高的负荷调节灵敏度。具有较高的负荷调节灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种空气透平发电系统及其气流量调节方法


[0001]本公开涉及压缩气体储能
，尤其涉及一种空气透平发电系统及其气流量调节方法。

技术介绍

[0002]压缩气体储能是一种电能存储技术。在电网负荷低谷期，用电能将空气压缩并存储到盐穴、矿井、储气罐等大容量密闭空间中，在电网负荷高峰期，释放压缩气体进入空气透平膨胀做功，带动发电机发电，从而实现电网削峰填谷，提升电网对新能源的消纳能力。
[0003]储存压缩气体的密闭空间是一个固定容积系统。如果储气容积有限，那么在压缩气体释放过程中，随着空气的流出，储气压力将逐渐降低、系统总焓降将逐渐减小。为了维持足够的功率输出，空气透平系统需要不断调整进气流量，在较宽的负荷、流量范围内变工况运行。常规空气透平发电系统采用节流调节的配气方式，通过调整阀门开度来实现进气流量的增减。当阀门全开时，进气压损最小，系统具有较高发电效率；当阀门部分开启时，系统发电效率因进气节流损失而降低，且阀门开度越小、节流损失越大。因此，针对储气容积有限的压缩气体储能系统，解决空气透平在负荷变化时因进气节流损失造成发电效率降低的问题，是实现该系统在较宽负荷范围内高效运行的关键课题。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本公开提供了一种空气透平发电系统及其气流量调节方法。
[0005]根据本公开的一个方面，提供了一种空气透平发电系统，包括：
[0006]气源，用于释放压缩气体；
[0007]空气透平，与气源相连接，用于利用气源释放的压缩气体膨胀做功；
[0008]气流调节装置，设置于空气透平的进气口，气流调节装置包括可转导叶，可转导叶用于控制进入空气透平的气流量；
[0009]发电机，与空气透平相连接，用于利用空气透平的膨胀做功发电。
[0010]可选地，空气透平发电系统还包括：
[0011]换热器，设置于气源与空气透平之间，用于将气源释放的压缩气体加热至预设温度。
[0012]可选地，空气透平发电系统还包括：
[0013]进气调节阀，设置于换热器与空气透平之间，用于调节空气透平的进气量。
[0014]可选地，空气透平包括转子，转子通过联轴器或变速箱与发电机相连接。
[0015]可选地，空气透平包括M个气缸，每一个气缸中均设置有一个转子，其中，M≥1；
[0016]当M≥2时，所有气缸中的转子的布置方式包括同轴布置或非同轴布置。
[0017]可选地，空气透平采用非再热系统或多次再热系统。
[0018]可选地，气流调节装置还包括转动部件，可转导叶设置于转动部件上，利用转动部件控制所有可转导叶的转动角度。
[0019]可选地，可转导叶与空气透平的进气口所在的平面相平行时进入空气透平的气流量小于可转导叶与空气透平的进气口所在的平面相垂直时进入空气透平的气流量。
[0020]可选地，进入空气透平的压缩气体经膨胀做功后排入大气。
[0021]根据本公开的第二个方面，提供了一种如上的空气透平发电系统的气流量的调节方法，包括：
[0022]将进气调节阀调至全开状态；
[0023]获取目标气流量与当前气流量，根据目标气流量与当前气流量调整可转导叶与空气透平的进气口所在的平面的夹角；
[0024]当目标气流量大于当前气流量时，将可转导叶与空气透平的进气口所在的平面的夹角调大；
[0025]当目标气流量小于当前气流量时，将可转导叶与空气透平的进气口所在的平面的夹角调小。
[0026]本公开提供的空气透平发电系统包括：气源，用于释放压缩气体；空气透平，与气源相连接，用于利用气源释放的压缩气体膨胀做功；气流调节装置，设置于空气透平的进气口，气流调节装置包括可转导叶，可转导叶用于控制进入空气透平的气流量；发电机，与空气透平相连接，用于利用空气透平的膨胀做功发电。本公开提供的空气透平发电系统利用可转导叶对进入空气透平的气流量进行调节，可使空气透平级叶片的气流角与流量相匹配，在负荷变化时始终保持较高的通流效率。且相比于现有技术中的阀门节流调节方式，具有较高的负荷调节灵敏度。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本公开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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开中的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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附图。
[0028]图1示意性示出了本公开一实施例提供的一种空气透平发电系统的结构示意图；
[0029]图2示意性示出了本公开一实施例提供的另一种空气透平发电系统的结构示意图；以及
[0030]图3示意性示出了本公开一实施例提供的一种空气透平发电系统的气流量调节方法的流程示意图。
[0031]附图标记说明：
[0032]1气源；2换热器；3空气透平；4发电机；5可转导叶；6进气调节阀。
具体实施方式
[0033]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在每一做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0034]在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用
的术语“包括”“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
[0035]在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
[0036]在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
[0037]需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号，用以表示其具有相同或相似的部件，这些部件在各个实施例中具有相同或相似的功能，下面在对各实施例中的一种可调节的图像采集设备进行说明时不再赘述相同的部分，将仅对各个实施例之间的不同之处进行详细说明。此外，附图中未绘示或描述的实现方式，为所属
中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。
[0038]在本公开的描述中，需要说明的是，术语“正上方”、“正下方”、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空气透平发电系统，其特征在于，包括：气源(1)，用于释放压缩气体；空气透平(3)，与所述气源(1)相连接，用于利用所述气源(1)释放的压缩气体膨胀做功；气流调节装置，设置于所述空气透平(3)的进气口，所述气流调节装置包括可转导叶(5)，所述可转导叶(5)用于控制进入所述空气透平(3)的气流量；发电机(4)，与所述空气透平(3)相连接，用于利用所述空气透平(3)的膨胀做功发电。2.根据权利要求1所述的空气透平发电系统，其特征在于，所述空气透平发电系统还包括：换热器(2)，设置于所述气源(1)与所述空气透平(3)之间，用于将所述气源(1)释放的压缩气体加热至预设温度。3.根据权利要求2所述的空气透平发电系统，其特征在于，所述空气透平发电系统还包括：进气调节阀(6)，设置于所述换热器(2)与所述空气透平(3)之间，用于调节所述空气透平(3)的进气量。4.根据权利要求1所述的空气透平发电系统，其特征在于，所述空气透平(3)包括转子，所述转子通过联轴器或变速箱与所述发电机(4)相连接。5.根据权利要求4所述的空气透平发电系统，其特征在于，所述空气透平(3)包括M个气缸，每一个所述气缸中均设置有一个所述转子，其中，M≥1；当M≥2时，所有所述气缸中的所述转子的布置方式包括同轴布置或非同轴布置。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐克鹏，高增珣，
申请(专利权)人：北京全四维动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：