[发明专利]一种收颈式微余隙增压系统及方法

说明书

一种收颈式微余隙增压系统及方法，包括第一收颈罐、第二收颈罐、进气管路、排气管路、喷头群和喷淋管路；第一收颈罐和第二收颈罐的结构相同，第一收颈罐和第二收颈罐的颈部均为收口状，且收口的颈部为圆滑曲面，两收颈罐颈部截面积由下到上逐渐变小；进气管路和排气管路均连接到第一收颈罐和第二收颈罐的顶部开口处，与收颈罐体内部连通，且排气管路位于进气管路的侧面；本发明在每个收颈罐中采用收颈设计，不但通过改变截面积的方式提高了传感器响应速度，而且有效降低了排气过程罐内残余气体体积。

技术领域

本发明涉及物理储能技术领域，特别涉及一种收颈式微余隙增压系统及方法。

背景技术

随着新能源产业的快速发展，大规模物理储能技术中的压缩空气储能技术受到国内外学者普遍关注。在传统的压缩空气储能系统中，空气通过压缩机进行压缩，将电能转化为高品质的压力势能和低品质的热能，其中，热能占比达到30％以上。这是由于传统压缩机中叶轮快速转动做功，使得增压过程接近绝热过程，因此传统空气增压过程不可避免产生大量热量，限制了传统压缩空气储能系统效率的进一步提高。为从本质上解决空气增压过程发热问题，等温液体活塞技术被提出并进行大量实验，然而，由于现有的等温液体活塞装置均建立在已有罐体和水泵等设备的基础上，在实际过程中存在大量缺陷，增压效果难以达到可产业化的水平。

在传统的等温液体活塞增压装置中，气体排出过程主要分为两类。第一种是液体充满整个罐体，将全部气体排出，但是这种方法较为理想，缺乏实际可行性，液体充满整个罐体会不可避免地将罐内液体压入排气管路，不但损耗了罐内液体而且会对排出气体的质量产生影响，另外，液体充满整个罐体后存在较大安全隐患，可能因为调节不及时使得罐内液体迅速增压影响罐体可靠性或对水泵产生破坏，更会使得后续管路的脉动变得剧烈；第二种是排气过程中罐体顶部留有部分气体不排出，这种做法极大提高了系统的安全性和可行性，但是由于现有液体活塞实验装置多用圆柱形罐体或顶部接近半球形的柱状罐体，使得在满足传感器响应时长的条件下，剩余气体在罐内的体积占罐体总体积的比例难以降低，而在每一个循环中，罐内剩余气体都要经历膨胀过程，该过程中不但将压缩过程所做功耗散掉，而且来流进气由于压力低于罐内剩余气体的压力而无法保持连续进气。

发明内容

本发明的目的在于提供一种收颈式微余隙增压系统及方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种收颈式微余隙增压系统，包括第一收颈罐、第二收颈罐、进气管路、排气管路、喷头群和喷淋管路；第一收颈罐和第二收颈罐的结构相同，第一收颈罐和第二收颈罐的颈部均为收口状，两收颈罐颈部截面积由下到上逐渐变小；进气管路和排气管路均连接到第一收颈罐和第二收颈罐的顶部开口处，与收颈罐体内部连通，且排气管路位于进气管路的侧面；第一收颈罐和第二收颈罐的底部均设置有排水口，排水口连接喷淋管路，喷淋管路的出口连接喷头群，喷头群朝向第一收颈罐和第二收颈罐的颈部曲面处。

进一步的，进气管路分为两路，一路连接第一收颈罐顶部，另一路连接第二收颈罐顶部，两条分路上分别设置有第一进气阀门和第二进气阀门。

进一步的，排气管路由第一收颈罐和第二收颈罐的顶部引出合为一条管路，其上连接有缓冲装置。

进一步的，排气管路伸进第一收颈罐和第二收颈罐内部的部分分别设置有第一排气阀门和第二排气阀门。

优选的，排气管路伸入第一收颈罐和第二收颈罐内部的部分用大口径管路连接，管径选取范围大于等于罐体外部排气管路管径小于罐体顶部内径。

进一步的，喷淋管路包括水泵机组、第一喷水阀门和第二喷水阀门；第一收颈罐的底部，以及第二收颈罐的底部均通过管路连接水泵机组；水泵机组和第一收颈罐之间，以及水泵机组和第二收颈罐之间均设置有分支管路，第一喷水阀门和第二喷水阀门分别设置在两个分支管路上。