【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于压缩空气储能、可再生能源，特别涉及一种用于压缩空气储能的恒压储罐系统及其操作方法。
技术介绍
1、以风电、光伏为代表的可再生能源正在加速我国能源结构的低碳化转变，但风电和光伏发电的间歇性和不稳定性迫切需要规模化的长时储能来保障能源电网的稳定性运行。压缩空气储能技术具有规模大、成本低、效率高等优势，被认为是最具有发展前景的大规模储能技术之一。
2、从储气方式上，压缩空气储能主要分为恒容式(即储气容积不变，储气压力变化)和恒压式(即储气压力不变，储气容积变化)两大类。为了保证释能时膨胀机的稳定工作，恒容式储气室出口需要配置一个节流阀以保证膨胀机的入口压力恒定，因此储气室内当空气压力低于膨胀机入口压力时则释能结束，大量压缩空气一直储存在储气室内而不进行发电作用，这对于系统循环效率和储气室投资带来了极大矛盾：当节流阀前后压差较小，则系统循环效率较高，但是储气室规模巨大，储气室投资较高；当节流阀前后压差较大，则储气室内压缩空气利用率高，但是节流损失严重，系统循环效率低。因此，恒容式压缩空气储能适用于储气单位投资成本不高的盐穴储气。
3、但是我国的盐穴资源主要分布在江苏省和山东省，与我国可再生能源丰富的“三北”地区产生了严重的错位效应。因此，一种不受地理条件限制、高效、低成本的压缩空气储能技术成为迫切需求。地上储罐型压缩空气储能采用地上储罐作为压缩空气的储气室，不受地理条件限制，是一种极具发展潜力的规模化储能技术。但是，目前制约该技术发展的主要问题是恒容储气操作模式下的储罐高投资问题。
4、
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于压缩空气储能的恒压储罐系统及其操作方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本专利技术提供的储罐系统，可在压缩空气储能系统的蓄能、释能过程中，通过等容积二氧化碳的进出有效控制空气的进出量，使储罐实现恒压运行，储罐中的压缩空气得到充分的利用。
2、为达到以上目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术的一种用于压缩空气储能的恒压储罐系统，包括罐体；
4、所述罐体为两端开口的筒形结构，所述罐体的两端设有左、右封头，所述封头与所述罐体构成封闭的罐腔，所述罐腔内设有柔性气囊，在罐体的上侧设有第三调节阀、空气进气管嘴、第二压力计、空气出气管嘴和第四调节阀，在罐体的下侧设有底座、第一压力计、co2进气管嘴、第一调节阀、第二调节阀和co2出气管嘴。
5、本专利技术的进一步改进在于，所述罐腔与所述空气进气管嘴、所述空气出气管嘴相连通；所述柔性气囊与所述co2进气管嘴和所述co2出气管嘴相连通。
6、本专利技术的进一步改进在于，所述罐体与所述封头之间通过焊接相连接；所述四个管嘴都是通过焊接分别固定在所述罐体上；所述罐体与所述底座之间通过焊接连接。
7、本专利技术的进一步改进在于，所述co2进气管嘴上设有第一压力计。
8、本专利技术的进一步改进在于，所述罐体上侧设有第二压力计。
9、本专利技术的进一步改进在于，所述柔性气囊在罐腔内将空气和co2气体隔开。
10、本专利技术的进一步改进在于，所述罐腔内和所述柔性气囊内压力始终保持相等。
11、本专利技术的进一步改进在于，所述罐腔内和所述柔性气囊内压力为5-5.5mpa。
12、本专利技术的进一步改进在于，所述空气进气管嘴与所述压缩空气储能系统的空气压缩单元(图中未画出)相连通；所述空气出气管嘴与所述压缩空气储能系统的空气膨胀单元(图中未画出)相连通。
13、本专利技术的进一步改进在于，所述co2进气管嘴与co2汽化装置(图中未画出)相连通；所述co2出气管嘴与co2液化装置(图中未画出)相连通。
14、本专利技术的一种用于压缩空气储能的恒压储罐系统的操作方法，包括以下步骤：
15、所述压缩空气储能的蓄能过程：蓄能开始前，柔性气囊内充满co2气体，罐腔内充满柔性气囊；蓄能开始，储罐处于进空气排co2模式，第二调节阀和第三调节阀打开，第一调节阀和第四调节阀关闭，来自压缩空气储能系统空气压缩单元的高压空气通过空气进气管嘴进入储罐的罐腔中，同时柔性气囊内的压缩co2气体从co2出气管嘴流出；
16、所述压缩空气储能的释能过程：释能开始前，罐腔内充满压缩空气，柔性气囊处于扁平状态，里边没有co2气体；释能开始，储罐处于进co2排空气模式，第二调节阀和第三调节阀关闭，第一调节阀和第四调节阀打开，罐腔内的压缩空气从空气出气管嘴流出，同时压缩co2气体从co2进气管嘴流入柔性气囊。
17、本专利技术的进一步改进在于，为保证所述罐腔内压力恒压，流过所述空气管嘴的空气容积流量恒等于流过所述co2管嘴的co2容积流量。
18、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
19、本专利技术提供的储罐系统，可在压缩空气储能系统的蓄能、释能过程中，通过等压co2的稳压有效控制空气的进出量，使空气和系统储罐的容积得到充分的利用，从而使储罐实现恒压运行，同时利用co2易液化的特点将流出柔性气囊的co2液化存储，相比于恒容式压缩空气储能储气室本专利技术储罐体积和存储压力均大幅度减小。
20、具体的，当压缩空气储能系统处于蓄能过程时，经过蓄能后的高压空气进入储罐储存，驱动柔性气囊中的co2从co2出口管嘴流出；当压缩空气储能系统处于释能过程时，第一调节阀打开，co2从co2进气管嘴进入柔性气囊，驱动高压空气从空气出气管嘴流出，进入释能过程。本专利技术使储能系统在运行过程中，罐体中的空气和柔性气囊中的co2处于一个巧妙地平衡状态，使压缩空气储能技术更具有现实性。
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1.一种用于压缩空气储能的恒压储罐系统，其特征在于，包括：罐体(9)；所述罐体(9)为两端开口的筒形结构，所述罐体(9)的两端设有左封头(1)、右封头(8)，所述左封头(1)和右封头(8)与所述罐体(9)构成封闭的罐腔(16)，所述罐腔(16)内设有柔性气囊(15)，在所述罐体(9)的上侧设有第三调节阀(10)、空气进气管嘴(11)、第二压力计(12)、空气出气管嘴(13)、第四调节阀(14)，在所述罐体(9)的下侧设有底座(2)、第一压力计(3)、CO2进气管嘴(4)、第一调节阀(5)、第二调节阀(6)、CO2出气管嘴(7)。
2.根据权利要求1所述的一种用于压缩空气储能的恒压储罐系统，其特征在于，所述罐腔(16)与所述空气进气管嘴(11)、所述空气出气管嘴(13)相连通；所述柔性气囊(15)与所述CO2进气管嘴(4)和所述CO2出气管嘴(7)相连通。
3.根据权利要求1所述的一种用于压缩空气储能的恒压储罐系统，其特征在于，所述罐体(9)与所述封头之间通过焊接相连接；所述四个管嘴都是通过焊接分别固定在所述罐体(9)上；所述罐体(9)与所述底座(2)之间通
4.根据权利要求1所述的一种用于压缩空气储能的恒压储罐系统，其特征在于，所述CO2进气管嘴(4)上设有第一压力计(3)。
5.根据权利要求1所述的一种用于压缩空气储能的恒压储罐系统，其特征在于，所述罐体(9)上侧设有第二压力计(12)。
6.根据权利要求1所述的一种用于压缩空气储能的恒压储罐系统，其特征在于，所述柔性气囊(15)在所述罐腔(16)内将空气和CO2气体隔开。
7.根据权利要求1所述的一种用于压缩空气储能的恒压储罐系统，其特征在于，所述罐腔(16)内和所述柔性气囊(15)内压力始终保持相等。
8.根据权利要求1所述的一种用于压缩空气储能的恒压储罐系统，其特征在于，所述罐腔(16)内和所述柔性气囊(15)内压力为5-5.5MPa。
9.一种权利要求1所述的一种用于压缩空气储能的恒压储罐系统的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.一种权利要求9所述的一种用于压缩空气储能的恒压储罐系统的操作方法，其特征在于，为保证所述罐腔内压力恒压，流过所述空气管嘴的空气容积流量恒等于流过所述CO2管嘴的CO2容积流量。
...【技术特征摘要】
1.一种用于压缩空气储能的恒压储罐系统，其特征在于，包括：罐体(9)；所述罐体(9)为两端开口的筒形结构，所述罐体(9)的两端设有左封头(1)、右封头(8)，所述左封头(1)和右封头(8)与所述罐体(9)构成封闭的罐腔(16)，所述罐腔(16)内设有柔性气囊(15)，在所述罐体(9)的上侧设有第三调节阀(10)、空气进气管嘴(11)、第二压力计(12)、空气出气管嘴(13)、第四调节阀(14)，在所述罐体(9)的下侧设有底座(2)、第一压力计(3)、co2进气管嘴(4)、第一调节阀(5)、第二调节阀(6)、co2出气管嘴(7)。
2.根据权利要求1所述的一种用于压缩空气储能的恒压储罐系统，其特征在于，所述罐腔(16)与所述空气进气管嘴(11)、所述空气出气管嘴(13)相连通；所述柔性气囊(15)与所述co2进气管嘴(4)和所述co2出气管嘴(7)相连通。
3.根据权利要求1所述的一种用于压缩空气储能的恒压储罐系统，其特征在于，所述罐体(9)与所述封头之间通过焊接相连接；所述四个管嘴都是通过焊接分别固定在所述罐体(9)上；所述罐体(9)与所述底座(2)之间通过焊接连接。
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