[發明專利]一種超臨界工質定壓儲能系統

有效

• 申請號: 201710327763.0
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN107060925B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 潘利生;史維秀;馬月婧;魏小林
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: F01K25/10
• 分類號: F01K25/10;F01K25/04
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

1.一種超臨界工質定壓儲能系統，其特征在于，包括：超臨界段工質腔(1)、非等截面活塞組件(2)、亞臨界段工質腔(3)、兩相工質罐(4)、可調恒溫箱(5)、亞臨界液態工質(6)、亞臨界氣態工質(7)、超臨界系統連接管(8)、超臨界段工質腔溫度傳感器(9)、超臨界段工質腔壓力傳感器(10)、亞臨界段工質腔溫度傳感器(11)、亞臨界段工質腔壓力傳感器(12)、兩相工質罐溫度傳感器(13)、兩相工質罐壓力傳感器(14)、可調恒溫箱溫度傳感器(15)；

所述超臨界段工質腔(1)通過所述超臨界系統連接管(8)與外部超臨界系統連接，當外部超臨界系統和超臨界段工質的壓力高于超臨界工質定壓儲能系統設定的壓力時，所述非等截面活塞組件(2)向所述亞臨界段工質腔(3)側移動；當外部超臨界系統和超臨界段工質的壓力低于超臨界工質定壓儲能系統設定的壓力時，所述非等截面活塞組件(2)向所述超臨界段工質腔(1)側移動；

所述非等截面活塞組件(2)與超臨界段工質腔(1)、亞臨界段工質腔(3)的腔體間的密封采用油膜密封方式；所述非等截面活塞組件(2)沿滑動方向的兩端面及側面由保溫隔熱材料制成；所述非等截面活塞組件(2)用于將所述超臨界段工質腔(1)與所述亞臨界段工質腔(3)分隔開，并且能夠根據所述超臨界段工質腔(1)與所述亞臨界段工質腔(3)的壓力變化，在所述超臨界段工質腔(1)側與所述亞臨界段工質腔(3)側之間移動；所述非等截面活塞組件(2)兩側截面比值根據超臨界工質定壓儲能系統設計儲能壓力和設計可調恒溫箱溫度確定；對于固定的兩側截面比值，通過調節所述兩相工質罐(4)溫度實現對所述亞臨界段工質腔(3)與所述超臨界段工質腔(1)工作時的工質壓力；

所述亞臨界段工質腔溫度傳感器(11)用于監測所述亞臨界段工質腔(3)內的溫度；

所述亞臨界段工質腔壓力傳感器(12)用于監測所述亞臨界段工質腔(3)內的壓力；

所述亞臨界段工質腔(3)一側通過所述非等截面活塞組件(2)與所述超臨界段工質腔(1)連接，一側與兩相工質罐(4)連接，用于存儲亞臨界工質；

所述可調恒溫箱(5)用于為所述兩相工質罐(4)提供恒定的溫度環境；

所述兩相工質罐(4)內的所述亞臨界氣態工質(7)與亞臨界段工質腔(3)直通，當恒定溫度下亞臨界段工質腔(3)的壓力低于超臨界工質定壓儲能系統設定值時，部分所述兩相工質罐(4)內的所述亞臨界氣態工質(7)轉化成所述亞臨界液態工質(6)；

所述兩相工質罐(4)內的所述亞臨界液態工質(6)用于實現亞臨界段工質的液態存儲，當恒定溫度下亞臨界段工質腔(3)的壓力高于超臨界工質定壓儲能系統設定值時，部分所述兩相工質罐(4)內的所述亞臨界液態工質(6)轉化成所述亞臨界氣態工質(7)；

所述兩相工質罐(4)與所述亞臨界段工質腔(3)連接，用于實現對亞臨界段工質的存儲，當外部超臨界系統工質盈余時，外部超臨界系統工質進入超臨界段工質腔(1)，非等截面活塞組件向亞臨界段工質腔(3)滑動，推動亞臨界氣態工質進入兩相工質罐(4)，部分氣態工質液化，使得非等截面活塞組件重新達到受力平衡，維持外部超臨界系統和超臨界段工質腔(1)內工質壓力不變；當外部超臨界系統工質匱乏時，超臨界段工質腔(1)工質進入外部超臨界系統，非等截面活塞組件(2)向超臨界段工質腔(3)滑動，帶動亞臨界氣態工質流出兩相工質罐(4)，部分液態工質汽化，使得非等截面活塞組件重新達到受力平衡，維持外部超臨界系統和超臨界段工質腔(1)內工質壓力不變；

所述超臨界系統連接管(8)用以實現超臨界工質定壓儲能系統與外部超臨界系統連接，將外部超臨界態工質引入超臨界工質定壓儲能系統；

超臨界段工質腔溫度傳感器(9)用于監測所述超臨界段工質腔(1)內的溫度；

超臨界段工質腔壓力傳感器(10)用于監測所述超臨界段工質腔(1)內的壓力；

兩相工質罐溫度傳感器(13)用于監測所述兩相工質罐(4)內的溫度；

兩相工質罐壓力傳感器(14)用于監測所述兩相工質罐(4)內的壓力；

可調恒溫箱溫度傳感器(15)用于監測所述可調恒溫箱(5)內的溫度。