[發明專利]一種壓縮機和膨脹機綜合實驗系統

有效

• 申請號: 202010428344.8
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111595605B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 梁奇;陳海生;左志濤;張雪輝;湯宏濤;徐冉
• 申請（專利權）人: 國家能源大規模物理儲能技術（畢節）研發中心;中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;F04B51/00
• 代理公司: 北京鍾維聯合知識產權代理有限公司 11579
• 代理人: 原春香

1.一種壓縮機和膨脹機綜合實驗系統，至少包括一動力單元、一被測試驗段、一充放氣單元和一換熱單元，其中所述被測試驗段為一被測壓縮機或一被測膨脹機，且所述被測試驗段與所述動力單元傳動連接，其特征在于，

所述被測試驗段，包括第一通氣口和第二通氣口，當所述被測試驗段為一被測壓縮機時，所述第一通氣口為被測壓縮機的進氣口，所述第二通氣口為被測壓縮機的排氣口；當所述被測試驗段為一被測膨脹機時，所述第一通氣口為被測膨脹機的排氣口，所述第二通氣口為被測壓縮機的進氣口；

所述換熱單元，至少包括一換熱器、一供給泵、一儲熱罐、一儲冷罐和一流量調節閥，其中，

所述換熱器包括第一換熱側和第二換熱側，所述第一換熱側中的氣體與第二換熱側中的換熱介質之間進行熱交換，

所述第二換熱側的第一端口通過管路依次經所述供給泵、儲熱罐、儲冷罐、流量調節閥與所述第二換熱側的第二端口連通，

所述儲熱罐內設置一用于加熱換熱流體的電加熱器，所述儲熱罐、儲冷罐之間還通過管路形成一循環回路，所述循環回路上至少設置一循環泵和一循環開關閥；

所述充放氣單元，至少包括一放氣穩壓罐和一充氣穩壓罐，其中，

所述被測試驗段的第一通氣口通過管路至少依次經一整流裝置、一流量計、一第一節流閥組與所述放氣穩壓罐的第一通氣口連通，

所述被測試驗段的第二通氣口通過管路至少依次經所述換熱器的第一換熱側、一第二節流閥組與所述充氣穩壓罐的第一通氣口連通，

所述充氣穩壓罐的第二通氣口通過一連通管路與所述放氣穩壓罐的第二通氣口連通，且所述連通管路上至少設置一回路開關閥和一第一止回閥，所述第一止回閥允許所述充氣穩壓罐中的高壓氣體單方向地流入所述放氣穩壓罐；

所述被測試驗段的第二通氣口處還設置一帶有退喘閥的退喘管路，所述退喘管路的末端與大氣連通；

所述放氣穩壓罐上還設置一帶有放氣調節閥的放氣管路，所述放氣管路的末端與大氣連通；

所述充氣穩壓罐上還設置一帶有充氣調節閥的充氣管路，所述充氣管路與一高壓氣源連通；

當所述系統切換為壓縮機實驗測試模式時，所述被測試驗段設置為一被測壓縮機，此時，開啟所述回路開關閥，所述被測試驗段的第一通氣口形成為被測壓縮機的進氣口、第二通氣口形成為被測壓縮機的排氣口，被測壓縮機的排氣口通過管路依次經所述換熱器的第一換熱側、第二節流閥組、充氣穩壓罐、回路開關閥、第一止回閥、放氣穩壓罐、第一節流閥組、流量計、整流裝置與被測壓縮機的進氣口連通，形成一閉式氣體循環；

當所述系統切換為膨脹機實驗測試模式時，所述被測試驗段設置為一被測膨脹機，此時，關閉所述回路開關閥，所述被測試驗段的第一通氣口形成為被測膨脹機的排氣口，所述第二通氣口形成為被測壓縮機的進氣口，被測膨脹機的進氣口通過管路經所述換熱器的第一換熱側、第二節流閥組與所述充氣穩壓罐連通，被測膨脹機的排氣口通過管路經所述整流裝置、流量計、第一節流閥組與所述放氣穩壓罐連通。

2.根據權利要求1所述的壓縮機和膨脹機綜合實驗系統，其特征在于，所述動力單元至少包括一變頻器、一電動發電機和一高速齒輪箱，其中，所述變頻器為四象限變頻器，所述變頻器一側與電網連接、另一側與電動發電機連接，所述電動發電機通過所述高速齒輪箱與所述被測試驗段傳動連接，且所述高速齒輪箱的動力輸入軸和動力輸出軸上均設置有測扭器，各所述測扭器均為非接觸式測扭器并集成有轉速傳感器，利用所述測扭器測量所述被測試驗段的輸入功率或輸出功率。

3.根據權利要求2所述的壓縮機和膨脹機綜合實驗系統，其特征在于，當所述被測試驗段為一被測壓縮機時，所述電動發電機切換為電動機模式，電網通過所述變頻器向所述電動發電機供電，所述電動發電機通過所述高速齒輪箱驅動所述被測試驗段；當所述被測試驗段為一被測膨脹機時，所述電動發電機切換為發電機模式，所述被測試驗段通過所述高速齒輪箱驅動所述電動發電機通過所述變頻器向電網供電。

4.根據權利要求1所述的壓縮機和膨脹機綜合實驗系統，其特征在于，所述整流裝置包括擴壓段、穩壓段和收斂段，并設置有整流柵以減少氣流的渦動，從而提升所述被測試驗段進出口的流場品質。