[发明专利]飞轮储能机组的密封锁紧机构及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞轮储能技术领域，尤其涉及一种飞轮储能机组的密封锁紧机构及其操作方法。

背景技术

飞轮储能技术是一种可快速充放电的长寿命储能新技术，它利用电机实现电动储能、发电释能，特别适用于需要快速充放电的独立动力系统调峰、风力发电稳定性调节等领域。飞轮储能的基本原理是首先把电能转换成旋转物体的机械能，然后进行能量存储。在储能阶段，通过电动机带动飞轮，使飞轮本能加速到一定的转速，将电能转化为机械能；在能量释放阶段，电动机作发电机运行，使飞轮减速，将机械能转化为电能。

飞轮储能的能量与转速平方呈正比，为提高功率密度和能量密度，飞轮电机轴系需要高速旋转，其转速高于普通旋转机械的转速(1500-3000r/min)。飞轮储能电源机组一般采用立式安装轴系结构，为实现高速轴系旋转支承、减少轴承损耗和提高轴承寿命广泛采用磁悬浮轴承。

磁悬浮轴承的吸力不稳定，一般需要配合滚动轴承、电磁主动控制轴承使用。为减少滚动轴承损耗，一般选用高速轻载轴承，而高速轻载轴承抵抗冲击能力较弱；与电磁主动控制轴承配合使用的备用高速滚动轴承也是轻载类型，电磁轴承不工作时，由备用高速轴承支撑轴系，抵抗冲击的能力也比较弱。

为防止飞轮储能机组移动中冲击负荷引起滚动轴承的损坏，必须将飞轮电机轴系锁紧，通过锁紧机构承担移动运输过程中的冲击负荷，从而延长滚动轴承的使用寿命。

飞轮电机轴系在飞轮储能机组的移动运输设备的安装有多种技术方法和措施，一种是现场安装飞轮电机轴系，再进行密封、抽真空或填充氦气操作，这样比较耗费工时，需要大量的现场安装设备；另一种是移动运输前锁紧飞轮轴系，运行前放松飞轮轴系，通常的锁紧方法和锁紧机构不具备密封功能，移动运输前打开飞轮储能机组的部分密封结构，安装锁紧装置，移运到位后再拆除锁紧装置，重新抽真空或充入氦气，还原密封状态。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本发明提出一种飞轮储能机组的密封锁紧机构，该飞轮储能机组的密封锁紧机构使用方便，且延长了飞轮电机轴系的使用寿命。

本发明还提出一种飞轮储能机组的密封锁紧机构的操作方法，该方法操作简单，便于锁紧和放松飞轮，延长了飞轮电机轴系的使用寿命。

根据本发明第一方面实施例的飞轮储能机组的密封锁紧机构，其中，所述飞轮储能机组包括：壳体，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体的下端与所述下壳体的上端密封连接；飞轮电机轴系，所述飞轮电机轴系设在所述壳体内，所述飞轮电机轴系包括：沿所述壳体纵向方向延伸的芯轴，所述芯轴的轴向上依次设有位于所述芯轴顶部的上滚动轴承、位于所述芯轴底部的下滚动轴承、位于所述上滚动轴承和所述下滚动轴承之间的电机转子和飞轮，其中，所述飞轮位于所述电机转子的下方，在所述电机转子和所述上滚动轴承之间设有磁悬浮轴承组件，所述电机转子设在所述上壳体内，所述飞轮设在所述上壳体和所述下壳体限定的腔室内；上滚动轴承座，所述上滚动轴承座与所述上壳体的上端连接用于封闭所述上壳体，所述上滚动轴承与所述上滚动轴承座配合；下滚动轴承座，所述下滚动轴承座与所述下壳体的底壁连接，所述下壳体的底壁与所述上滚动轴承座相对设置，所述下滚动轴承与所述下滚动轴承座配合；通过所述上滚动轴承、所述下滚动轴承和所述磁悬浮轴承组件共同支承所述飞轮电机转子；所述密封锁紧机构在上下方向可移动地设置于所述上壳体和所述下壳体的至少之一，所述密封锁紧机构的至少一部分伸入所述下壳体内且与所述飞轮相对设置，用于锁紧或放松；所述上滚动轴承、所述下滚动轴承、所述密封锁紧机构和所述壳体共同限定出密闭腔室使得飞轮电机轴系处于密封条件下。

根据本发明实施例的飞轮储能机组的密封锁紧机构，使得飞轮电机储能机组在移动运输过程中，飞轮电机轴系处于密封条件下，可以通过密封锁紧机构锁紧飞轮，防止移动中的冲击负荷对上滚动轴承和下滚动轴承造成损坏，延长飞轮电机轴系的使用寿命。

另外，根据本发明实施例的飞轮储能机组的密封锁紧机构，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述密封锁紧机构包括：上密封锁紧机构和下密封锁紧机构，所述上密封锁紧机构与所述飞轮的上端面相对设置，所述下密封锁紧机构与所述飞轮的下端面相对设置。

根据本发明的一个实施例，所述壳体上设有多个安装通孔，所述上密封锁紧机构和所述下密封锁紧机构分别穿设所述安装通孔固定在所述壳体上。

根据本发明的一个实施例，所述上密封锁紧机构和所述下密封锁紧机构通过紧固件固定在所述壳体上。