[發明專利]一種余壓能量回收及壓縮空氣儲能的實驗裝置

有效

• 申請號: 201810274447.6
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108318271B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 畢智高;楊軍虎;羅凱凱;王金璽;逄仁剛;賈冰;王永越;韓賓;王偉;石念軍
• 申請（專利權）人: 榆林學院
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

一種余壓能量回收及壓縮空氣儲能的實驗裝置，包括余壓能模擬模塊以及通過能量置換模塊與之相連的供氣模塊，所述的能量置換模塊中設有雙向壓力缸，余壓能模擬模塊的排水管路以及供氣模塊的排氣管路分別連接在雙向壓力缸的兩端，雙向壓力缸的氣體出口連接儲釋能模塊，儲釋能模塊包括高壓空氣儲罐，高壓空氣儲罐通過空氣透平連接發電機，發電機連接負載箱。本發明通過能量置換模塊將余壓能模擬模塊與供氣模塊結合在一起，實現了等壓正位移能量回收技術與壓縮空氣儲能技術的融合，兼具有二者的技術優勢，具有能量回收效率高及存儲方便、功能靈活和適用范圍廣等特點，對節能減排意義重大。

技術領域

本發明涉及能量回收技術，具體涉及一種余壓能量回收及壓縮空氣儲能的實驗裝置。

背景技術

余壓能量回收裝置能夠用來回收高壓液體的能量，達到節能減排的目的。余壓能量回收裝置按照其工作原理主要分為離心式和正位移式，以HPB為代表的離心式水力增壓器需要經過“壓力能→機械能→壓力能”的轉換，其工作性能對工況的要求較為苛刻且回收效率相對較低；而以活塞式功率交換器為代表的正位移式能量回收裝置只需經過“壓力能→壓力能”的轉化，理論上無能量轉換損失，實際能量傳遞效率也可高達90％以上，是工程實際中的主流技術。目前用于商業化運行的儲能技術有抽水蓄能和壓縮空氣儲能兩種，抽水蓄能技術存在選址困難，初期投資巨大，建設周期過長等問題，壓縮空氣儲能技術通過壓縮空氣存儲能量，削峰填谷，是目前規?；瘍δ芗夹g的研發熱點。然而，國內外當前針對余壓能量回收和壓縮空氣儲能技術裝備的研發都相對獨立，導致出現余壓能量回收裝置的應用場合受限且回收的能量不易存儲，而壓縮空氣存儲能量時又要額外消耗電能的矛盾。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術中的問題，提供一種余壓能量回收及壓縮空氣儲能的實驗裝置，能夠實現技術優勢的結合，能量回收效率高，適用范圍廣。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

包括余壓能模擬模塊以及通過能量置換模塊與之相連的供氣模塊，所述的能量置換模塊中設有雙向壓力缸，余壓能模擬模塊的排水管路以及供氣模塊的排氣管路分別連接在雙向壓力缸的兩端，雙向壓力缸的氣體出口連接儲釋能模塊，儲釋能模塊包括高壓空氣儲罐，高壓空氣儲罐通過空氣透平連接發電機，發電機連接負載箱。

余壓能模擬模塊包括低壓水罐以及通過高壓泵與之相連的高壓水罐，高壓水罐的出水通過排水管路通入雙向壓力缸的一端，雙向壓力缸中交換能量后的出水通入低壓水罐。

所述的低壓水罐與高壓水罐內部設置有穩流柵，低壓水罐與高壓水罐之間的管路上以及高壓水罐的排水管路上均設有調節閥和液體流量計，高壓水罐的排水管路上還設置有用于吸收雙向壓力缸瞬時啟閉引起的壓力波動以及補償壓力泄露的蓄能器。

能量置換模塊中互補設置有兩個雙向壓力缸，兩個雙向壓力缸的活塞運動方向相反，所述余壓能模擬模塊的排水管路以及供氣模塊的排氣管路分別連接在兩個雙向壓力缸的兩端。

連接雙向壓力缸的排水管路上設有壓力變送器，連接雙向壓力缸的排氣管路上設有壓力變送器及溫度變送器。兩個雙向壓力缸內部的活塞均采用能夠增加密封性能的雙層活塞。

供氣模塊包括帶有空氣濾清器的空壓機，空壓機連接氣體緩沖罐，氣體緩沖罐上設置有安全閥及排污閥，氣體緩沖罐的出氣管路上設有氣體流量計。

儲釋能模塊的高壓空氣儲罐上安裝有壓力及溫度變送器，所述的空氣透平經超越離合器及扭矩轉速儀連接發電機，高壓空氣儲罐的出氣管路上安裝氣體流量計。

高壓空氣儲罐的進氣管路以及出氣管路之間設有換熱器，雙向壓力缸排出的高壓氣體首先對高壓空氣儲罐送往空氣透平的氣體預熱之后再儲存至高壓空氣儲罐。