【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种储气库系统及构建方法，特别是一种恒压储气库系统及构建方法。
技术介绍
1、大规模压缩空气储能系统通常采用岩洞、矿洞以及人造刚性容器等承压空间来存储高压压缩空气。而高压压缩空气在释放时，由于气体压力过大，通常需要经过减压阀进行节流减压，从而造成大量能量损耗，降低了压缩空气储能系统的电-电效率。但在压缩空气储气库内压力恒定的工作状态下，可使压缩机和膨胀机始终工作在额定工况附近，从而使膨胀和压缩过程均具有较高的效率。
2、现有技术条件下，为确保储气库内的压力恒定，常见的做法有以下几种：
3、一、利用地面高位水池来增加和补偿储气库内降低的压力。这种做法对系统所处的地理位置要求很高，选址困难，且会使建造成本急剧增加。
4、二、利用水泵对水池的水进行补偿定压。这种方法可降低水池选址难度，但其主要缺陷在于系统所生产电能的15％左右会被用于驱动液压泵，对经济效益影响较大。
5、三、利用水的静压将柔性储气包内的压缩空气空气压力维持在恒定值。这种方法只能适用于水压压缩空气储能系统中。
6、在定容储气库充放气运行条件下，为了满足储气库内的压缩空气压力维持在给定的恒定值，同时解决现有技术条件下确保储气库内压缩空气恒压措施的不足，降低施工难度以及建造成本，本专利技术提出一种恒压储气库系统及构建方法。
技术实现思路
1、为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种恒压储气库系统构建方法。本专利技术方法对储气库地理位置无要求，选址容易
2、本专利技术的技术方案：
3、一种人工岩穴恒压储气库系统，包括储气子系统和恒压子系统；
4、其中，所述储气子系统为承压空间；
5、所述恒压子系统包括设于储气子系统内的柔性气囊，柔性气囊内充填有二氧化碳，柔性气囊内设有放热单元、热能循环单元、吸热单元和温度监测单元，放热单元、热能循环单元、吸热单元和温度监测单元连接于温控单元上。
6、本方案的储气库通过设置柔性气囊，并在其中设置放热单元、吸热单元、温度监测单元以及二氧化碳，通过二氧化碳温度变化后的相变特性，实现对储气库中压力的调节，从而具有储气库泄气压力恒定的优点。
7、作为优选，前述的恒压储气库系统，所述储气子系统包括承压空间，承压空间内依次设有衬砌层和密封层。
8、本方案的储气库通过在承压空间内设置混凝土衬砌层，并在混凝土衬砌层的内表面设置密封层，提高了气密封，降低了二氧化碳泄露对周围环境的破坏。
9、作为优选，前述的恒压储气库系统，所述柔性气囊中的二氧化碳的气态体积v1与液态体积v2之差等于储气库系统运行期间的工作气体积。
10、其中二氧化碳的气态体积对应柔性气囊的最大体积，二氧化碳的液态体积对应柔性气囊的最小体积，而工作气体积则对应储气库的注气和放气体积。
11、作为优选，前述的恒压储气库系统，所述柔性气囊在完全膨胀时的最大容积等于储气子系统的空间容积，并等于气态体积v1。
12、一种恒压储气库系统的构建方法，包括以下步骤：
13、s1.基本工况设计：确定装机规模、恒定压力值p0、工作气体积；
14、s2.恒压子系统安装：在储气库内安装好柔性气囊，并在柔性气囊内安装放热单元、吸热单元以及温度监测单元，同时将放热单元、吸热单元以及温度监测单元连接于温控单元上，将热能循环单元布置在放热单元和吸热单元之间；
15、s3.恒压子系统预备：向柔性气囊内充填二氧化碳；然后预先调试温控单元，得到温控单元控制下放热单元和吸热单元的加热和降温特性，获取s1设计的恒定压力下放热时或吸热时的柔性气囊的体积v以及柔性气囊内的温度t随工作时间t的变化的数学关系：v＝f(温度t,时间t))；
16、s4.运行前系统就位：向柔性气囊内充填二氧化碳，温控单元控制放热单元工作，温度监测单元获取温度并持续向温控单元发送信号，始终保持柔性气囊内温度t1高于二氧化碳临界温度t0，直至柔性气囊膨胀并占满储气子系统的全部空间，即达到v1，且压力达到恒定压力值p0，此时系统就位完毕，可开始正式运行；
17、s5.储能阶段：温控单元控制吸热单元工作，吸热单元获得的热量传递至热能循环单元进行储存，温度监测单元获取实时温度值并持续向温控单元发送信号，始终保持柔性气囊内温度t2低于二氧化碳临界温度t0；按照步骤s3的数学关系，二氧化碳逐渐液化，柔性气囊的体积逐渐缩小，此时开始同步向储气子系统内注入等体积空气，注气过程中储气子系统中p0保持不变；直至柔性气囊内的气体二氧化碳全部相变为液体，柔性气囊的体积缩小至最小，即达到v2，停止注气，储能完毕；
18、s6.释能阶段：温控单元控制放热单元工作，热能循环单元储存的热量传递给放热单元，温度监测单元获取实时温度值并持续向温控单元发送信号，始终保持柔性气囊内温度t1高于二氧化碳临界温度t0；按照步骤s3的数学关系，二氧化碳逐渐气化，柔性气囊的体积逐渐增大，此时开始同步将储气子系统内空气放出等体积空气，放气过程中储气子系统中p0保持不变；直至柔性气囊内的液体二氧化碳全部相变为气体，柔性气囊的体积膨胀至最大，即达到v1，停止放气，释能完毕；
19、s7.循环阶段：重复步骤s5和s6的过程即可。
20、本专利技术方法是在储气库内增设柔性气囊，并在内部设置放热单元、吸热单元以及温度监测单元和填充二氧化碳，利用二氧化碳升温和降温过程中发生的液化和气化特性，来调节柔性气囊的体积大小，从而实现对储气库的储气空间的条件，实现储气库内的气体的恒压释放。本专利技术整个系统具有对储气库地理位置无要求，选址容易，且建造成本低，经济效益高，适用范围广的优点。
21、作为优选，前述的恒压储气库系统的构建方法，所述s1中的恒定压力值p0选择7.38-15mpa的某一个恒定值，并在后续步骤保持不变。
22、本方案方法限定了储气库中的压缩空气的压力为7.38-15mpa，其中7.38mpa为二氧化碳工质的临界压力。而进一步优选地，所述储气库中的压缩空气的压力为10mpa，为常见的压缩空气工作压力。
23、作为优选，前述的恒压储气库系统的构建方法，所述s5中的注入空气的温度等于柔性气囊内二氧化碳温度
24、作为优选，前述的恒压储气库系统的构建方法，所述温控单元的控温范围为20～50℃。
25、本方案方法限定了温控单元的控温范围，当二氧化碳处于7.38mpa以上压力环境时，温度高于31.2℃即可气化，而低于31.2℃即可液化，从而实现对储气库中的气压的调节，过程简单，成本低。
26、本专利技术的有益效果：
27、本专利技术方法是在储气库内增设柔性气囊，并在内部设置放热单元、热能循环单元、吸热单元以及温度监测单元和填充二氧化碳，利用二氧化碳升温和降温本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种恒压储气库系统，其特征在于：包括储气子系统和恒压子系统；
2.根据权利要求1所述的人工岩穴恒压储气库系统，其特征在于：所述承压空间(1)内依次设有衬砌层(2)和密封层(3)。
3.根据权利要求1所述的恒压储气库系统，其特征在于：所述柔性气囊(4)中的二氧化碳的气态体积V1与液态体积V2之差等于储气库系统运行期间的工作气体积。
4.根据权利要求3所述的恒压储气库系统，其特征在于：所述柔性气囊(4)在完全膨胀时的最大容积等于储气子系统的空间容积，并等于气态体积V1。
5.一种恒压储气库系统的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的恒压储气库系统的构建方法，其特征在于：所述S1中的恒定压力值P0选择7.38-15MPa的某一个恒定值，并在后续步骤保持不变。
7.根据权利要求5所述的恒压储气库系统的构建方法，其特征在于：所述S5中的注入空气的温度等于柔性气囊内二氧化碳温度。
8.根据权利要求5所述的恒压储气库系统的构建方法，其特征在于：所述温控单元的控温范围为20～50℃。<...
【技术特征摘要】
1.一种恒压储气库系统，其特征在于：包括储气子系统和恒压子系统；
2.根据权利要求1所述的人工岩穴恒压储气库系统，其特征在于：所述承压空间(1)内依次设有衬砌层(2)和密封层(3)。
3.根据权利要求1所述的恒压储气库系统，其特征在于：所述柔性气囊(4)中的二氧化碳的气态体积v1与液态体积v2之差等于储气库系统运行期间的工作气体积。
4.根据权利要求3所述的恒压储气库系统，其特征在于：所述柔性气囊(4)在完全膨胀时的最大容积等于储气子系统的空间容积，并等于...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑克勋，张云龙，蒋中明，田湘，朱代强，陈再谦，刘祥刚，赵代尧，张宁，张毅，张斌，邹申威，
申请(专利权)人：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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