[發明專利]壓縮空氣冷量回收裝置及其使用方法

在審

• 申請號: 201711103754.X
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107741172A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 梅生偉;薛小代;陳來軍;盧強
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 王瑩,吳歡燕

技術領域

本發明涉及壓縮空氣儲能技術領域，具體涉及一種壓縮空氣冷量回收裝置。

背景技術

在壓縮空氣儲能系統中，儲氣裝置內的壓縮空氣需通過壓縮空氣運輸管運送至透平機，通常在壓縮空氣進入透平機之前還需要經過節流穩壓。但是節流后，壓縮氣體不僅流速會顯著增大，而且溫度也會明顯降低即發生節流致冷效應。目前，壓縮空氣節流后產生的冷量，不僅被直接釋放到周圍環境中，造成能量的浪費，而且這部分冷量極易導致壓縮空氣運輸管表面結霜，對于壓縮空氣儲能系統的安全運行也造成一定的隱患，同時，由于節流后的空氣溫度過低，使透平機進氣溫度降低，需要消耗額外的熱量才能達到設計進氣溫度，導致系統效率降低。

發明內容

本發明的目的是提供一種壓縮空氣冷量回收裝置及其使用方法，以實現壓縮空氣節流后冷量的有效回收、提高透平機的進氣溫度、保證壓縮空氣儲能系統的運行效率和安全。

為實現上述目的，本發明提供了一種壓縮空氣冷量回收裝置，所述壓縮空氣冷量回收裝置設于儲氣裝置和透平機之間，該裝置包括套管、端蓋和節流單元，所述套管套設在用于連通所述儲氣裝置與所述透平機的壓縮空氣運輸管上，所述套管的兩端均蓋設有端蓋，每個所述端蓋上均設有用于穿設所述壓縮空氣運輸管的安裝孔，所述節流單元設置在所述壓縮空氣運輸管上、并位于所述儲氣裝置與所述套管之間，所述套管的外壁的兩端分別設有蓄冷工質進口和蓄冷工質出口。

其中，所述套管的外壁、所述端蓋的外壁以及所述壓縮空氣運輸管位于所述節流單元與所述套管之間的外壁上均包設有保溫層。

其中，所述保溫層為聚氨酯泡沫層。

其中，所述套管與所述壓縮空氣運輸管同軸。

其中，所述蓄冷工質出口設于所述套管臨近所述節流單元的一端，所述蓄冷工質進口設于所述套管遠離所述節流單元的一端。

其中，所述蓄冷工質出口設于所述套管的上部，所述蓄冷工質進口設于所述套管的下部。

其中，所述節流單元為節流閥。

其中，還包括控制單元、溫度傳感器和電磁閥，所述溫度傳感器插設在所述壓縮空氣運輸管上、并位于所述套管與所述透平機之間，所述電磁閥設置在所述蓄冷工質進口上，所述溫度傳感器和所述電磁閥分別與所述控制單元電連接。

為實現上述目的，本發明還提供了一種上述所述的壓縮空氣冷量回收裝置的使用方法，該方法包括以下步驟：

向套管、端蓋和壓縮空氣運輸管共同圍設形成的蓄冷腔中充入蓄冷工質；

將蓄冷工質進口和蓄冷工質出口分別與外部儲冷設備的出口和進口連通；

檢測壓縮空氣運輸管中壓縮空氣的溫度，判斷所述壓縮空氣的溫度是否小于設定值，若是則增大電磁閥開度。

其中，所述蓄冷工質為鹽水。

本發明結構簡單、造價低廉，通過利用套管內的蓄冷工質與壓縮空氣運輸管中的壓縮空氣進行熱交換，不僅實現了壓縮空氣節流后冷量的有效回收，而且避免了壓縮空氣運輸管結霜，提高了透平機的進氣溫度，保證了壓縮空氣儲能系統的運行效率和安全。另外，由于本發明并未改變壓縮空氣運輸管內部的流道，因此不會增加壓縮空氣運輸管的沿程阻力，從而避免了壓縮空氣運輸時產生額外的壓力損失。

附圖說明

圖1是本發明實施例1中的一種壓縮空氣冷量回收裝置的結構示意圖。

附圖標記：

1、壓縮空氣運輸管；2、套管；2-1、蓄冷工質進口；

2-2、蓄冷工質出口；2-3、端蓋；3、節流單元。

具體實施方式

為使發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合發明中的附圖，對發明中的技術方案進行清楚地描述，顯然，所描述的實施例是發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于發明保護的范圍。

在本發明的描述中，除非另有說明，術語“上”、“下”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的系統或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在發明中的具體含義。

實施例1