[实用新型]一种适用于压缩空气储能系统的双层储气罐结构

说明书

本实用新型涉及一种适用于压缩空气储能系统的双层储气罐结构，双层储气罐的内层罐体用于存储高压空气，内层罐体与外层罐体之间的夹层空间用以存储中压空气，该中压空气的压力比内层高压空气低一个压力等级，多个双层储气罐通过管道相联，内层罐体的主管路和夹层存储空间的主管路都与压缩机组、膨胀机组连通，通过调节阀控制压缩、膨胀过程。内层罐体放置于支撑导轨上，方便安装，并使罐体能适应运行过程中反复承压及温度变化造成的形变和位移。本实用新型通过设置双层储气罐体，使得外层罐体存储压力减小，内层罐体只承受高低压差，可以大幅减小内外罐体的壁厚，减少系统成本，还能通过调节阀的匹配来减小膨胀机低负荷工况下的节流损失。

技术领域

本实用新型涉及能量存储技术领域，涉及一种压缩空气储能系统，具体地说是一种适用于压缩空气储能系统中的双层储气罐结构。

背景技术

为解决常规电力系统在发电、输配电及用电环节存在的匹配问题，提高其经济性和安全性，近年来，具有效率高、对环境友好、可大规模应用、不受地理位置限制等优点的压缩空气储能系统迅速发展。目前已建成的压缩空气储能装置中，储气主要采用废弃矿井、压力容器、输气管道，其中废弃矿井受地理位置限制，而压力容器和输气管道都采用单层壳体结构，存储压力较高或者储能系统容量较大时，存储容器的壁厚随其直径的增大而增加较快，造成了成本的快速上升。

为了适应较高的存储压力，现有技术中已出现了多种结构形式的双层壳体的高压储气罐结构，例如中国专利CN201821657568.0，该专利公开了一种防爆双层式储气罐，包括外壳层、进气口、出气口和支架，所述进气口贯穿外壳层并到达外壳层内，所述出气口贯穿外壳层并到达外壳层内，所述支架固定连接在外壳层的下端侧壁上，储气罐内压力过大时，此时会使得活塞发生运动，此时按动开关，电动伸缩杆运动，开始带动推杆运动，活塞不断的向靠近密封圈的方向运动，从而降低防蚀层内气体的压力，以达到防止爆炸的效果。该专利中内外壳体之间的夹层空间为中空结构，不参与高压气体的存储，内外壳体之间设置缓冲装置，当内壳体中存储的高压气体压力过大时，通过缓冲装置进行快速泄压。

中国专利CN201620697436.5公开了一种耐高压复合材料贮氨器，该容器采用双层管壁机构，其外层筒体和内衬之间形成夹套，夹套内安装有碳纤维制成的支撑夹芯，以此提高容器的耐压能力。然而，该专利中外层筒体和内衬之间填充碳纤维制成的支撑夹芯，二者之间的夹层空间并不是中空结构，同样不参与高压气体的存储，容器耐压能力的提高，主要得益于外层筒体和内衬之间填充的碳纤维制成的支撑夹芯。

中国专利CN200510050470.X公开了一种多层高压氢气储罐，它具有两双层半球形封头，在双层半球形封头上设有大接管，在两双层半球形外封头上设有封头接管、加强箍，在两双层半球形内封头端部上焊接有薄内筒，薄内筒绕有钢带层，钢带层外设有外保护壳，外保护壳和钢带层与加强箍之间设有斜面焊缝，外保护壳上设有筒体接管。该专利主要通过使用多层结构，使得内层泄漏时，外层继续承受工作压力。

上述现有技术所披露的高压储气装置，虽然一定程度上都能够提高容器的高压气体的存储压力，并且基本都是通过增加壳体层数，以此提高壳体的承压能力，然而，这些现有技术中，内层罐体都需要直接承受高压气体，对其承压能力提出了较高的要求，外层壳体或者外层加强结构的引入本质上而言与直接增加单层储气容器的壁厚无异，增加了系统成本，并且将其使用到压缩空气储能系统时也不能实用新型减小储能系统运行过程中的节流损失。

实用新型内容

针对现有技术的上述缺点和不足，本实用新型提出了一种适用于压缩空气储能系统的双层储气罐结构，通过设置双层储气罐体，使得外层罐体存储压力减小，内层罐体只承受高低压力等级的压差，可以大幅减小内外罐体的壁厚，减少系统成本，还能通过调节阀的匹配来减小膨胀机低负荷工况下的节流损失，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本实用新型的技术解决方案如下：