專(zhuān)利名稱(chēng)：可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)和儲(chǔ)能發(fā)電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及儲(chǔ)能發(fā)電和再生能源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)和儲(chǔ)能發(fā)電方法。
背景技術(shù)：
目前，人們的生活和生產(chǎn)用電，大量依賴(lài)礦物能源，如煤、天然氣等，而礦物能源的形成周期非常長(zhǎng)，一個(gè)天然能源礦的形成需要上萬(wàn)年甚至更長(zhǎng)，并且都是一次性的，無(wú)法再生，面臨枯竭。自然資源的礦物能源無(wú)法滿(mǎn)足人們對(duì)能源增加的需要。自然界的可再生能源具有很強(qiáng)的時(shí)效性和地域性，風(fēng)能只有在刮風(fēng)時(shí)才有并且是北部豐富，水能只有雨季才豐沛主要集中在中南部，太陽(yáng)能在白天才出現(xiàn)，晚上基本沒(méi)有。用電也有很強(qiáng)的周期性，白天是工業(yè)用電的高峰，傍晚是生活用電的高峰，夏天降溫是南部地方急需用電，冬天取暖又是北方地區(qū)用電多，凌晨用電量卻很少。電力系統(tǒng)為了確保用電安全，必須以最大負(fù)荷需求建設(shè)電力能力，因此在低谷時(shí)，造成大量發(fā)電能力閑置。發(fā)電和用電總是要保持平衡的，否則，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性就會(huì)遭到破壞。由于可再生能源所生產(chǎn)的電能與用電需求不能完全匹配，大量可再生能源流失，造成有限資源大量浪費(fèi)。如何充分利用可再生能源，又能充分保證電網(wǎng)的用電安全，提高電網(wǎng)的效率呢？ 為解決這一問(wèn)題，人們研究開(kāi)發(fā)儲(chǔ)能技術(shù)削峰填谷。目前，發(fā)展開(kāi)發(fā)的儲(chǔ)能技術(shù)有抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪蓄能、電池蓄能、超導(dǎo)磁能蓄能和超級(jí)電容等。抽水蓄能是成熟技術(shù)，但受自然條件的限制，建設(shè)一個(gè)抽水蓄能電站必須要建設(shè)上下游兩個(gè)水庫(kù)，投資大，占用土地資源多。傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)是基于燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)的一種儲(chǔ)能技術(shù)，空氣壓縮系統(tǒng)和空氣膨脹系統(tǒng)是兩個(gè)完全獨(dú)立的工作系統(tǒng)。依靠鹽洞、礦洞或天然山洞等開(kāi)發(fā)的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)(CAES)和正在研究開(kāi)發(fā)的地面壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)(SVCAES)、帶回?zé)岬膲嚎s空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)(AACAES)、循環(huán)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)(CAESH)等，壓縮與膨脹也是采用兩套相互獨(dú)立的工作系統(tǒng)。超臨界空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)(CEQ是一種新的儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，在存儲(chǔ)能量的小型化上取得重大進(jìn)展，但其壓縮和膨脹功能還是沿用兩套分離的系統(tǒng)完成。壓縮機(jī)和膨脹機(jī)分離系統(tǒng)的缺點(diǎn)是大量占用土地，建設(shè)工程量大；系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備數(shù)量龐大；建設(shè)期長(zhǎng)、資金投入多；兩套系統(tǒng)一般不同時(shí)工作，設(shè)備閑置現(xiàn)象突出；發(fā)電設(shè)備和動(dòng)力設(shè)備布置在同一層，壓縮機(jī)和膨脹機(jī)噪音大，污染工作環(huán)境。目前，單螺桿壓縮機(jī)嚙合副的型線(xiàn)研究取得了重大進(jìn)展，非直線(xiàn)型產(chǎn)形面二次包絡(luò)型線(xiàn)單螺桿嚙合副已走出實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵱没渲须p橢圓產(chǎn)形面二次包絡(luò)型線(xiàn)等優(yōu)良型線(xiàn)無(wú)論是氣密性、耐磨性和加工工藝性都具有很多優(yōu)越性，這些技術(shù)在大容量可逆儲(chǔ)能和發(fā)電方面有著廣泛的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上不足，本發(fā)明公開(kāi)了一種可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)和儲(chǔ)能發(fā)電方法，是新型空氣儲(chǔ)能發(fā)電技術(shù)，利用單螺桿嚙合副的特殊性，解決空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)中壓縮機(jī)與膨脹機(jī)、電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)分離、系統(tǒng)過(guò)于分散和設(shè)備閑置時(shí)間過(guò)多等問(wèn)題。其技術(shù)方案如下一種可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，包括換熱器(104)和(115)、節(jié)流閥 (106)、低溫蓄罐(107)、閥門(mén)(108)、低溫泵(109)、蓄熱器(110)、冷卻劑源(111)、集熱器 (112)和多條管路，其特征在于還包括一臺(tái)具有壓縮功能和膨脹功能的可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)、一臺(tái)具有電動(dòng)功能和發(fā)電功能的可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(102)、一臺(tái)相序轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、一臺(tái)工況切換閥、一臺(tái)氣門(mén)閥(10 和一臺(tái)調(diào)速器(113)，特別還包括可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)與可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(102)的立式安裝方式和主軸之間的聯(lián)軸器聯(lián)接方式，壓縮儲(chǔ)能和逆向的膨脹釋能都在可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)的螺桿、星輪和機(jī)殼圍成的封閉螺槽內(nèi)進(jìn)行。所述可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)，由共軸的一級(jí)低壓?jiǎn)温輻U壓縮膨脹機(jī)和一級(jí)高壓?jiǎn)温輻U壓縮膨脹機(jī)組成，低、高壓兩級(jí)單螺桿壓縮膨脹機(jī)經(jīng)過(guò)外接管路構(gòu)成串聯(lián)聯(lián)接?；蛘?，所述可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)，由共軸的一級(jí)低壓?jiǎn)温輻U壓縮膨脹機(jī)、 一級(jí)中壓?jiǎn)温輻U壓縮膨脹機(jī)和一級(jí)高壓?jiǎn)温輻U壓縮膨脹機(jī)組成，低、中、高壓三級(jí)單螺桿壓縮膨脹機(jī)經(jīng)外接管路構(gòu)成串聯(lián)聯(lián)接。所述可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)，兩相鄰螺桿之間的排列方式有面對(duì)面、背靠背、面向背或背向面四種，其中在面對(duì)面或背靠背的排列中，與螺桿嚙合的同側(cè)的兩個(gè)星輪的旋轉(zhuǎn)方向相反，而在面向背或背向面的排列中，與螺桿嚙合的同側(cè)的兩個(gè)星輪的旋轉(zhuǎn)方向相同。所述可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)，其螺桿為金屬螺桿或陶瓷螺桿，螺桿固定在主軸04)上，螺桿能正、反轉(zhuǎn)。所述可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)，其星輪為整體金屬星輪或整體陶瓷星輪，星輪固定在星輪軸上，星輪能正、反轉(zhuǎn)。所述的立式安裝方式是可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)位于下層機(jī)房、電動(dòng)發(fā)電機(jī) (102)位于上層機(jī)房，兩豎直主軸經(jīng)聯(lián)軸器聯(lián)接。聯(lián)軸器包括與可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)的主軸04)固聯(lián)的部分(31)和與可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(102)的主軸04)固聯(lián)的部分(32)，其中在可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(102)開(kāi)機(jī)前油壓頂轉(zhuǎn)子和停機(jī)過(guò)程中油壓抬機(jī)時(shí)，相對(duì)于可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)的主軸04)固聯(lián)的部分(31)軸向不動(dòng)，聯(lián)軸器與可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(102)的主軸04)固聯(lián)的部分(32)能隨同可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(10 的主軸G4)軸向微量或微小量移動(dòng)，且不影響可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)中單螺桿嚙合副的精密?chē)Ш稀Ｏ嘈蜣D(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(114)是(a)兩組隔離開(kāi)關(guān)組成的換相裝置，或者是(b)三相五極組合換相開(kāi)關(guān)。工況切換閥(10 是一個(gè)包括壓縮工位和膨脹工位的兩位三通切換閥，在壓縮工位時(shí)工況切換閥(10 連通換熱器(104)和節(jié)流閥(106)，在膨脹工位時(shí)工況切換閥(105)連通換熱器(104)和換熱器(115)；或是一個(gè)包括壓縮工位、膨脹工位和空位的三位三通切換閥，在壓縮工位時(shí)工況切換閥(10 連通換熱器(104)和節(jié)流閥(106)，在膨脹工位時(shí)工況切換閥(105)連通換熱器(104)和換熱器(115)，在空位時(shí)工況切換閥(105)隔斷換熱器 (104)、節(jié)流閥(106)和換熱器(115)之間的通路?？蛇x擇地，可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)的氣體輸入口管路(0)與存儲(chǔ)氣體的容器相連接，則所述的輸入空氣可以用其它任何氣體介質(zhì)代替?？赡鎲温輻U壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電方法有壓縮空氣生產(chǎn)冷凍劑的方法和膨脹空氣生產(chǎn)電能的方法；包括壓縮空氣生產(chǎn)存儲(chǔ)冷凍劑的方法工況轉(zhuǎn)換；輸入空氣；空氣在可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)螺槽內(nèi)壓縮蓄能；熱交換/蓄熱；節(jié)流液化；液態(tài)空氣存儲(chǔ)；和膨脹空氣生產(chǎn)電能的方法工況轉(zhuǎn)換；泵送液態(tài)空氣；熱交換/蓄冷；空氣升溫升壓；空氣在可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)螺槽內(nèi)膨脹釋能；輸出電能。在大中型機(jī)組中，可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(10 在電動(dòng)機(jī)工況運(yùn)行時(shí)，可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)必須在啟動(dòng)前抽氣卸載或在啟動(dòng)中氣量調(diào)節(jié)卸載。抽氣卸載是在電動(dòng)發(fā)電機(jī)啟動(dòng)前用真空泵抽出可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)內(nèi)氣腔的空氣，減少機(jī)組啟動(dòng)負(fù)荷實(shí)現(xiàn)卸載啟動(dòng)，是一種徹底卸載法。氣量調(diào)節(jié)卸載包括滑閥式卸載法和轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)式卸載法，其中滑閥式是通過(guò)滑閥使星輪齒嚙入螺桿螺槽形成封閉容積后仍將封閉容積和吸氣口相通卸載；轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)式是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)的旋轉(zhuǎn)改變星輪齒嚙入螺桿螺槽的最大容積卸載，滑閥式和轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)式卸載法都是部分卸載法。


圖Ia和圖Ib為可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)兩級(jí)壓縮儲(chǔ)能系統(tǒng)加和圖2b為可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)三級(jí)壓縮儲(chǔ)能系統(tǒng)3為可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)立式布置4為兩相鄰螺桿的組合形式fe和圖恥為立式兩級(jí)可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)的實(shí)體模型6a和圖6b為立式三級(jí)可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)的機(jī)殼實(shí)體模型7為兩級(jí)單螺桿嚙合副的面向背嚙合狀態(tài)圖
圖8為相序轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)示意圖
具體實(shí)施例方式一種可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，包括換熱器(104)和(115)、節(jié)流閥 (106)、低溫蓄罐(107)、閥門(mén)(108)、低溫泵(109)、蓄熱器(110)、冷卻劑源(111)、集熱器 (112)和多條管路，其特征在于還包括一臺(tái)具有壓縮功能和膨脹功能的可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)、一臺(tái)具有電動(dòng)功能和發(fā)電功能的可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(102)、一臺(tái)相序轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、一臺(tái)工況切換閥、一臺(tái)氣門(mén)閥(10 和一臺(tái)調(diào)速器(113)，特別還包括可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)與可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(102)的立式安裝方式和主軸之間的聯(lián)軸器聯(lián)接方式，壓縮儲(chǔ)能和逆向的膨脹釋能都在可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)的螺桿、星輪和機(jī)殼圍成的封閉螺槽內(nèi)進(jìn)行。所述可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)，由共軸的一級(jí)低壓?jiǎn)温輻U壓縮膨脹機(jī)和一級(jí)高壓?jiǎn)温輻U壓縮膨脹機(jī)組成，低、高壓兩級(jí)單螺桿壓縮膨脹機(jī)經(jīng)過(guò)外接管路構(gòu)成串聯(lián)聯(lián)接?；蛘?，所述可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)，由共軸的一級(jí)低壓?jiǎn)温輻U壓縮膨脹機(jī)、 一級(jí)中壓?jiǎn)温輻U壓縮膨脹機(jī)和一級(jí)高壓?jiǎn)温輻U壓縮膨脹機(jī)組成，低、中、高壓三級(jí)單螺桿壓縮膨脹機(jī)經(jīng)外接管路構(gòu)成串聯(lián)聯(lián)接。所述可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)，兩相鄰螺桿之間的排列方式有面對(duì)面、背靠背、面向背或背向面四種，其中在面對(duì)面或背靠背的排列中，與螺桿嚙合的同側(cè)的兩個(gè)星輪的旋轉(zhuǎn)方向相反，而在面向背或背向面的排列中，與螺桿嚙合的同側(cè)的兩個(gè)星輪的旋轉(zhuǎn)方向相同。所述可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)，其螺桿為金屬螺桿或陶瓷螺桿，螺桿固定在主軸04)上，螺桿能正、反轉(zhuǎn)。所述可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)，其星輪為整體金屬星輪或整體陶瓷星輪，星輪固定在星輪軸上，星輪能正、反轉(zhuǎn)。所述的立式安裝方式是可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)位于下層機(jī)房、電動(dòng)發(fā)電機(jī) (102)位于上層機(jī)房，兩豎直主軸經(jīng)聯(lián)軸器聯(lián)接。聯(lián)軸器包括與可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)的主軸04)固聯(lián)的部分(31)和與可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(102)的主軸04)固聯(lián)的部分(32)，其中在可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(102)開(kāi)機(jī)前油壓頂轉(zhuǎn)子和停機(jī)過(guò)程中油壓抬機(jī)時(shí)，相對(duì)于可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)的主軸04)固聯(lián)的部分(31)軸向不動(dòng)，聯(lián)軸器與可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(102)的主軸04)固聯(lián)的部分(32)能隨同可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(10 的主軸G4)軸向微量或微小量移動(dòng)，且不影響可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)中單螺桿嚙合副的精密?chē)Ш稀Ｏ嘈蜣D(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(114)是(a)兩組隔離開(kāi)關(guān)組成的換相裝置，或者是(b)三相五極組合換相開(kāi)關(guān)。工況切換閥(10 是一個(gè)包括壓縮工位和膨脹工位的兩位三通切換閥，在壓縮工位時(shí)工況切換閥(10 連通換熱器(104)和節(jié)流閥(106)，在膨脹工位時(shí)工況切換閥(105) 連通換熱器(104)和換熱器(115)；或是一個(gè)包括壓縮工位、膨脹工位和空位的三位三通切換閥，在壓縮工位時(shí)工況切換閥(10 連通換熱器(104)和節(jié)流閥(106)，在膨脹工位時(shí)工況切換閥(105)連通換熱器(104)和換熱器(115)，在空位時(shí)工況切換閥(105)隔斷換熱器(104)、節(jié)流閥(106)和換熱器(115)之間的通路?？蛇x擇地，可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)的氣體輸入口管路(0)與存儲(chǔ)氣體的容器相連接，則所述的輸入空氣可以用其它任何氣體介質(zhì)代替?？赡鎲温輻U壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電方法，包括壓縮空氣生產(chǎn)冷凍劑的方法和膨脹空氣生產(chǎn)電能的方法；壓縮空氣生產(chǎn)存儲(chǔ)冷凍劑的方法包括通過(guò)工況切換閥轉(zhuǎn)換可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)的工況為壓縮儲(chǔ)能工況，通過(guò)相序切換開(kāi)關(guān)(114)切換相序使可逆電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(102)處于電動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況；關(guān)閉與大氣相連的進(jìn)氣口 ；操作調(diào)速器(113)使氣門(mén)閥(103)至全關(guān)；啟動(dòng)真空泵抽出單螺桿壓縮膨脹機(jī)螺槽內(nèi)的空氣；電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并入電網(wǎng)，電網(wǎng)電力拖動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)(102)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)同時(shí)拖動(dòng)可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；打開(kāi)調(diào)速器至全開(kāi)；打開(kāi)與大氣相連的進(jìn)氣口，輸入空氣；空氣在可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)螺槽內(nèi)壓縮蓄能；壓縮空氣熱交換/蓄熱壓縮空氣節(jié)流液化；液化空氣存儲(chǔ)；膨脹空氣生產(chǎn)電能的方法包括通過(guò)工況切換閥轉(zhuǎn)換可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)的工況為膨脹發(fā)電工況，通過(guò)相序切換開(kāi)關(guān)(114)切換相序使電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(102)處于發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)；打開(kāi)冷凍劑控制閘閥；泵送冷凍劑；換熱/蓄冷，空氣升壓升溫氣化；操作調(diào)速器將氣門(mén)閥(103)開(kāi)至空載開(kāi)度；空氣在可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)螺槽內(nèi)膨脹釋能；操作并網(wǎng)；操作調(diào)速器，控制氣門(mén)閥(103)至合適開(kāi)度；輸出電能；在大中型機(jī)組中，可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(10 在電動(dòng)機(jī)工況運(yùn)行時(shí)，可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)必須在啟動(dòng)前抽氣卸載或在啟動(dòng)中氣量調(diào)節(jié)卸載。抽氣卸載是在電動(dòng)發(fā)電機(jī)啟動(dòng)前用真空泵抽出可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)內(nèi)氣腔的空氣，減少機(jī)組啟動(dòng)負(fù)荷實(shí)現(xiàn)卸載啟動(dòng)，是一種徹底卸載法。氣量調(diào)節(jié)卸載包括滑閥式卸載法和轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)式卸載法，其中滑閥式是通過(guò)滑閥使星輪齒嚙入螺桿螺槽形成封閉容積后仍將封閉容積和吸氣口相通卸載；轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)式是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)的旋轉(zhuǎn)改變星輪齒嚙入螺桿螺槽的最大容積卸載，滑閥式和轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)式卸載法都是部分卸載法。
圖la、圖Ib公開(kāi)了可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)的兩級(jí)壓縮儲(chǔ)能系統(tǒng)。在圖Ia中，空氣壓縮儲(chǔ)能過(guò)程為，可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(10 帶動(dòng)可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，空氣從管路(0)進(jìn)入可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)的低壓壓縮膨脹機(jī)，經(jīng)低壓級(jí)壓縮膨脹機(jī)壓縮后，經(jīng)管路(1)進(jìn)入氣門(mén)閥(103)，從氣門(mén)閥(10 的低壓級(jí)通路排出后，經(jīng)管路( 進(jìn)入換熱器(104)的低壓級(jí)換熱器換熱/蓄熱后，經(jīng)管路C3)進(jìn)入高壓級(jí)壓縮膨脹機(jī)壓縮后，經(jīng)管路(7)進(jìn)入氣門(mén)閥(103)，從氣門(mén)閥(10 的高壓級(jí)通路出來(lái)經(jīng)管路(8)進(jìn)入換熱器(104)的高壓級(jí)換熱器換熱/蓄熱后，經(jīng)管路(9)進(jìn)入工況切換閥(105)，在壓縮工況下，工況切換閥(10 將管路(9)和管路(10)連通，高壓空氣進(jìn)入節(jié)流閥(106)，在節(jié)流閥內(nèi)大部分壓縮空氣液化存入低溫蓄罐存儲(chǔ)。未液化的小部分低溫空氣經(jīng)管路00)進(jìn)入冷卻劑源(111)經(jīng)換熱/蓄冷后從管路排出。在空氣壓縮儲(chǔ)能的過(guò)程中，冷卻劑從冷卻劑源(111)送出，分別從換熱器(104)的高壓級(jí)換熱器和低壓級(jí)換熱器將空氣冷卻且自身被加熱存入蓄熱器(110)?？梢赃x擇地，在切換閥(105)與節(jié)流閥(106)之間的管路(10)上，增加一換熱器 (未示出)，加強(qiáng)壓縮空氣的降溫冷卻，其熱能進(jìn)入蓄熱器(110)進(jìn)一步回收，或用于環(huán)境供熱。在圖Ib中，空氣膨脹釋能過(guò)程為，打開(kāi)閘閥(108)液化空氣從低溫蓄罐(107)出來(lái)過(guò)閘閥(108)后進(jìn)入管路(11)，液化空氣經(jīng)低溫泵(109)加壓至10-40MP，經(jīng)管路(12) 進(jìn)入換熱器(115)，在換熱器(11 液化空氣加熱至環(huán)境溫度后，經(jīng)管路(1 進(jìn)入工況切換閥(105)，在膨脹工況下，工況切換閥(10 將管路(1 和管路(9)連通，高壓液化空氣經(jīng)管路(9)進(jìn)入換熱器(104)的高壓級(jí)換熱器加熱/蓄冷后，經(jīng)管路(8)過(guò)氣門(mén)閥(103)的高壓級(jí)通路后，經(jīng)管路(7)進(jìn)入可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)的高壓級(jí)壓縮膨脹機(jī)膨脹，再經(jīng)管路C3)返回?fù)Q熱器(104)的低壓級(jí)換熱器加熱/蓄冷后，經(jīng)管路( 過(guò)氣門(mén)閥(103) 的低壓級(jí)通路后，經(jīng)管路(1)進(jìn)入低壓級(jí)壓縮膨脹機(jī)膨脹后，從管路(0)排出。空氣在可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)內(nèi)膨脹，推動(dòng)螺桿軸旋轉(zhuǎn)，螺桿軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。在空氣膨脹發(fā)電的過(guò)程中，熱源從蓄熱器(110)送出，分別從換熱器(104)的高壓級(jí)熱交換器和低壓級(jí)熱交換器將空氣加熱且自身被冷卻存入冷卻劑源(Ul)。環(huán)境空氣從管路(64)進(jìn)入換熱器(115)回收的冷能，從管路(64)或進(jìn)入冷卻劑源(111)進(jìn)一步回收冷能，或用于環(huán)境制冷。圖2a、圖2b開(kāi)公了可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)的三級(jí)壓縮儲(chǔ)能系統(tǒng)。在圖加中，空氣壓縮儲(chǔ)能過(guò)程為，可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(10 帶動(dòng)可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，空氣從管路(0)進(jìn)入可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)的低壓壓縮膨脹機(jī)，經(jīng)低壓級(jí)壓縮膨脹機(jī)壓縮后，經(jīng)管路(1)進(jìn)入氣門(mén)閥(103)，從氣門(mén)閥(103)的低壓通路排出后，經(jīng)管路( 進(jìn)入換熱器(104)的低壓級(jí)換熱器換熱/蓄熱后，經(jīng)管路C3)進(jìn)入中壓級(jí)壓縮膨脹機(jī)壓縮后，經(jīng)管路(4)進(jìn)入氣門(mén)閥(103)，從氣門(mén)閥(10 的中壓通路出來(lái)后， 經(jīng)管路( 進(jìn)入換熱器(104)的中壓級(jí)換熱器換熱/蓄熱后，經(jīng)管路(6)進(jìn)入高壓級(jí)壓縮膨脹機(jī)壓縮后，經(jīng)管路(7)進(jìn)入氣門(mén)閥(103)，從氣門(mén)閥(10 的高壓通路出來(lái)后，經(jīng)管路(8) 進(jìn)入換熱器(104)的高壓級(jí)換熱器換熱/蓄熱后，經(jīng)管路(9)進(jìn)入工況切換閥(105)，在壓縮工況下，工況切換閥(10 將管路(9)和管路(10)連通，高壓空氣進(jìn)入節(jié)流閥(106)，在節(jié)流閥內(nèi)大部分壓縮空氣液化進(jìn)入低溫蓄罐(107)存儲(chǔ)。未液化的小部分低溫空氣經(jīng)管路(20)進(jìn)入冷卻劑源(111)經(jīng)換熱/蓄冷后從管路排出。在空氣壓縮儲(chǔ)能的過(guò)程中，冷卻劑從冷卻劑源(111)送出，分別從換熱器(104)的高壓級(jí)換熱器、中壓級(jí)換熱器和低壓級(jí)換熱器將空氣冷卻且自身被加熱存入蓄熱器(110)?？梢赃x擇地，在切換閥(105)與節(jié)流閥(106)之間的管路(10)上，增加一換熱器 (未示出)，加強(qiáng)壓縮空氣的降溫冷卻，其熱能進(jìn)入蓄熱器(110)進(jìn)一步回收，或用于環(huán)境供熱。在圖2b中，空氣膨脹釋能過(guò)程為，打開(kāi)閘閥(108)液化空氣從低溫蓄罐(107)出來(lái)過(guò)閘閥(108)后進(jìn)入管路(11)，液化空氣經(jīng)低溫泵(109)加壓至40-100MP，經(jīng)管路(12) 進(jìn)入換熱器(11 加熱至環(huán)境溫度后，經(jīng)管路(1 進(jìn)入工況切換閥(105)，在膨脹工況下， 工況切換閥(10 將管路(1 和管路(9)連通，高壓液化空氣經(jīng)管路(9)進(jìn)入換熱器(104) 高壓級(jí)換熱器加熱/蓄冷后，經(jīng)管路(8)過(guò)氣門(mén)閥(10 的高壓級(jí)通路后，經(jīng)管路(7)進(jìn)入可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)的高壓級(jí)膨脹機(jī)膨脹后，再經(jīng)管路(6)返回?fù)Q熱器(104) 的中壓級(jí)熱交換器加熱/蓄冷后，經(jīng)管路( 過(guò)氣門(mén)閥(10 的中壓級(jí)通路后，經(jīng)管路(4) 進(jìn)入可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)的中壓級(jí)壓縮膨脹機(jī)膨脹后，再經(jīng)管路C3)返回?fù)Q熱器 (104)的低壓級(jí)熱交換器加熱/蓄冷后，經(jīng)管路( 過(guò)氣門(mén)閥(10 的低壓級(jí)通路后，經(jīng)管路(1)進(jìn)入可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)的低壓級(jí)壓縮膨脹機(jī)膨脹后從管路(0)排出。 空氣在可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)內(nèi)膨脹，推動(dòng)螺桿軸旋轉(zhuǎn)，螺桿軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。在空氣膨脹發(fā)電的過(guò)程中，熱源從蓄熱器(110)送出，分別從換熱器(104)的高壓級(jí)熱交換器、中壓級(jí)熱交換器和低壓級(jí)熱交換器將空氣加熱后自身被冷卻存入冷卻劑源 (111)。環(huán)境空氣從管路(64)進(jìn)入換熱器(115)回收的冷能，從管路(64)或進(jìn)入冷卻劑源(111)進(jìn)一步回收冷能，或用于環(huán)境制冷。集熱器(11 是一個(gè)外部熱源收集裝置，同蓄熱器(110)相連，集熱器(11 提供的熱是太陽(yáng)能熱、工業(yè)余熱及廢熱、地?zé)帷⒗贌裏峄驗(yàn)檠a(bǔ)充儲(chǔ)能發(fā)電過(guò)程損耗的能量附加的燃燒加熱等之一或若干種熱源的熱量之組合。圖3公開(kāi)了可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)立式布置的基本構(gòu)造，圖中是一個(gè)兩級(jí)壓縮膨脹系統(tǒng)。立式可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)固定在機(jī)坑(100)的下機(jī)座上，包括螺桿軸(M)、低壓級(jí)壓縮膨脹機(jī)的螺桿(25)、低壓級(jí)壓縮膨脹機(jī)的星輪06)和(27)、高壓級(jí)壓縮膨脹機(jī)的螺桿08)、高壓級(jí)壓縮膨脹機(jī)的星輪09)和(30)。立式可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī) (102)的下機(jī)架(33)固定在機(jī)坑(100)的上機(jī)座上，可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(102)的外殼03)固定在下機(jī)架(3 上，可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯GO)和磁極經(jīng)磁軛固定在可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(102)的主軸04)上，可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(102)的定子線(xiàn)圈02)固定在外殼G3)內(nèi)， 上機(jī)架(3 固定在可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)的外殼上，推力頭(38)固定在主軸04)上，鏡板 (37)固定在推力頭(38)下方，推力瓦(36)支撐在上機(jī)架的油槽底板上，上導(dǎo)軸瓦(39)安裝在上機(jī)架(35)的油槽內(nèi)，下導(dǎo)軸瓦(34)安裝在下機(jī)架(33)的油槽內(nèi)。聯(lián)軸器包括與可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)的主軸04)固聯(lián)的部分(31)和與可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(102)的主軸(44)固聯(lián)的部分(32)。圖4公開(kāi)了可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)中兩相鄰螺桿之間的四種布局方式，其中(a)是面對(duì)面式、(b)是背靠背式、(c)是背向面式、(d)是面向背式。其中在面對(duì)面或背靠背的排列中，與螺桿嚙合的同側(cè)的兩個(gè)星輪的旋轉(zhuǎn)方向相反，而在面向背或背向面的排列中，與螺桿嚙合的同側(cè)的兩個(gè)星輪的旋轉(zhuǎn)方向相同。圖5^圖恥公開(kāi)了可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)的兩級(jí)壓縮膨脹的實(shí)施例，在圖中的機(jī)殼上的兩面共計(jì)8個(gè)氣口，其中低壓級(jí)壓縮膨脹機(jī)的4個(gè)進(jìn)出氣口是(Al)、(A2)、 (A3)和(A4)，其中(Al)和(A2)相通，(A3)和(A4)相通，高壓壓縮膨脹機(jī)的4個(gè)進(jìn)出氣口是(Cl)、(C2)、(C3)和(C4)，其中(Cl)和(C2)相通，(C3)和(C4)相通，這些開(kāi)口可全部使用也可部分組合使用，未被使用的氣口用蓋板密封。圖6a、圖6b公開(kāi)了可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)的三級(jí)壓縮膨脹的機(jī)殼實(shí)施例， 在圖中的機(jī)殼的兩面共計(jì)12個(gè)氣口，其中低壓級(jí)壓縮膨脹機(jī)的4個(gè)進(jìn)出氣口是(Al)、(A2)、 (A3)和(A4)，其中(Al)和(A2)相通，(A3)和(A4)相通，中壓壓縮膨脹機(jī)的4個(gè)進(jìn)出氣口是(Bi)、(B2)、(B3)和(B4)，其中(Bi)和(B2)相通，(B3)和(B4)相通，高壓壓縮膨脹機(jī)的4個(gè)進(jìn)出氣口是(Cl)、(C2)、(C3)和(C4)，其中(Cl)和(C2)相通，(C3)和(C4)相通， 這些開(kāi)口可全部使用也可部分組合使用，未被使用的氣口用蓋板密封。圖7公開(kāi)了可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)的二級(jí)壓縮膨脹機(jī)的嚙合副結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)為面上背式，螺桿軸(M)、低壓級(jí)壓縮膨脹機(jī)的螺桿(25)、低壓壓縮膨脹機(jī)的星輪06) 和(27)，高壓級(jí)壓縮膨脹機(jī)的螺桿( )、高壓級(jí)壓縮膨脹機(jī)的星輪09)和(30)。與低壓級(jí)壓縮膨脹機(jī)的螺桿0 和高壓級(jí)壓縮膨脹機(jī)的螺桿08)嚙合的同側(cè)的低壓壓縮膨脹機(jī)的星輪06)和高壓級(jí)壓縮膨脹機(jī)的星輪09)的旋轉(zhuǎn)方向相同，低壓壓縮膨脹機(jī)的星輪(XT) 和高壓級(jí)壓縮膨脹機(jī)的星輪(30)的旋轉(zhuǎn)方向相同，大端蓋(45)、小端蓋06)?？赡鎲温輻U壓縮膨脹機(jī)(101)的單螺桿和星輪嚙合副是非直線(xiàn)型產(chǎn)形面二次包絡(luò)型線(xiàn)單螺桿嚙合副或雙橢圓產(chǎn)形面二次包絡(luò)型線(xiàn)單螺桿嚙合副。圖8公開(kāi)了可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(102)的相序轉(zhuǎn)換的兩種方案，其中(a)是兩組隔離開(kāi)關(guān)組成的換相裝置，圖(b)是三相五極組合換相開(kāi)關(guān)。作為一種改進(jìn)方案，可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)也可以采用臥軸安裝方式，在臥軸安裝中，可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)和電動(dòng)發(fā)電機(jī)(10 的主軸水平布置，用聯(lián)軸器聯(lián)接，適應(yīng)于中小機(jī)組。可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)，最突出的特點(diǎn)是克服了傳統(tǒng)空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)中壓縮機(jī)與膨脹機(jī)分離、系統(tǒng)過(guò)于分散和設(shè)備閑置時(shí)間過(guò)多等缺點(diǎn)，在本發(fā)明公開(kāi)的方案中，壓縮機(jī)與膨脹機(jī)一體、電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)一體，壓縮過(guò)程和膨脹過(guò)程中氣體的流經(jīng)管路和設(shè)備大部分共用，設(shè)備大量減少系統(tǒng)十分整湊，設(shè)備閑置時(shí)間少利用率非常高，同可再生能源結(jié)合經(jīng)濟(jì)環(huán)保，投資少效益高，在壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用前景。以上內(nèi)容描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和實(shí)現(xiàn)方式，本行業(yè)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中的描述只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種具體參數(shù)和這些參數(shù)的改變，這些變化和改變都落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)的范圍由所描述的技術(shù)方案、權(quán)利要求書(shū)以及等同物界定。
權(quán)利要求
1.一種可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，包括換熱器(104)和(115)、節(jié)流閥 (106)、低溫蓄罐(107)、閥門(mén)(108)、低溫泵(109)、蓄熱器(110)、冷卻劑源(111)、集熱器 (112)和多條管路，其特征在于還包括一臺(tái)具有壓縮功能和膨脹功能的可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)、一臺(tái)具有電動(dòng)功能和發(fā)電功能的可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(102)、一臺(tái)相序轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) (114)、一臺(tái)工況切換閥(105)、一臺(tái)氣門(mén)閥(103)和一臺(tái)調(diào)速器(113)，特別還包括可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)與可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(10 的立式安裝方式和主軸之間的聯(lián)軸器聯(lián)接方式，空氣壓縮和逆向的空氣膨脹都在可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)的螺桿、星輪和機(jī)殼圍成的封閉螺槽內(nèi)進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)，由共軸的一級(jí)低壓?jiǎn)温輻U壓縮膨脹機(jī)和一級(jí)高壓?jiǎn)温輻U壓縮膨脹機(jī)組成，低、高壓兩級(jí)單螺桿壓縮膨脹機(jī)經(jīng)過(guò)外接管路構(gòu)成串聯(lián)聯(lián)接?；蛘?，所述可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)，由共軸的一級(jí)低壓?jiǎn)温輻U壓縮膨脹機(jī)、一級(jí)中壓?jiǎn)温輻U壓縮膨脹機(jī)和一級(jí)高壓?jiǎn)温輻U壓縮膨脹機(jī)組成，低、中、高壓三級(jí)單螺桿壓縮膨脹機(jī)經(jīng)外接管路構(gòu)成串聯(lián)聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)，兩相鄰螺桿之間的排列方式有面對(duì)面、背靠背、面向背或背向面四種，其中在面對(duì)面或背靠背的排列中，與螺桿嚙合的同側(cè)的兩個(gè)星輪的旋轉(zhuǎn)方向相反， 而在面向背或背向面的排列中，與螺桿嚙合的同側(cè)的兩個(gè)星輪的旋轉(zhuǎn)方向相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)，其螺桿為金屬螺桿或陶瓷螺桿，螺桿固定在主軸04)上，螺桿能正、反轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)，其星輪為金屬星輪或陶瓷星輪，星輪固定在星輪軸上，星輪能正、反轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的立式安裝方式是可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)位于下層機(jī)房、電動(dòng)發(fā)電機(jī)(102)位于上層機(jī)房，兩豎直主軸經(jīng)聯(lián)軸器聯(lián)接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于聯(lián)軸器包括與可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)的主軸04)固聯(lián)的部分(31)和與可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī) (102)的主軸04)固聯(lián)的部分(32)，其中在可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(10 開(kāi)機(jī)前油壓頂轉(zhuǎn)子和停機(jī)過(guò)程中油壓抬機(jī)時(shí)，相對(duì)于可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)的主軸04)固聯(lián)的部分(31) 軸向不動(dòng)，聯(lián)軸器與可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(102)的主軸04)固聯(lián)的部分(32)能隨同可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(10 的主軸G4)軸向微量或微小量移動(dòng)，且不影響可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)中單螺桿嚙合副的精密?chē)Ш稀?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于相序轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(114)是(a)兩組隔離開(kāi)關(guān)組成的換相裝置，或者是(b)三相五極組合換相開(kāi)關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于工況切換閥(10 是一個(gè)包括壓縮工位和膨脹工位的兩位三通切換閥，在壓縮工位時(shí)工況切換閥(10 連通換熱器(104)和節(jié)流閥(106)，在膨脹工位時(shí)工況切換閥(10 連通換熱器(104)和換熱器(115)；或是一個(gè)包括壓縮工位、膨脹工位和空位的三位三通切換閥，在壓縮工位時(shí)工況切換閥(10 連通換熱器(104)和節(jié)流閥(106)，在膨脹工位時(shí)工況切換閥(105)連通換熱器(104)和換熱器(115)，在空位時(shí)工況切換閥(105)隔斷換熱器(104)、節(jié)流閥(106)和換熱器(115)之間的通路。
10.一種可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電方法，其特征在于可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電方法有壓縮空氣生產(chǎn)冷凍劑的方法和膨脹空氣生產(chǎn)電能的方法；包括壓縮空氣生產(chǎn)存儲(chǔ)冷凍劑的方法 工況轉(zhuǎn)換； 輸入空氣；空氣在可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)螺槽內(nèi)壓縮蓄能；熱交換/蓄熱；節(jié)流液化；液態(tài)空氣存儲(chǔ)；和膨脹空氣生產(chǎn)電能的方法工況轉(zhuǎn)換；泵送液態(tài)空氣；熱交換/蓄冷；空氣升溫升壓；空氣在可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)螺槽內(nèi)膨脹釋能； 輸出電能。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電方法，其特征在于在大中型機(jī)組中，可逆電動(dòng)發(fā)電機(jī)(10 在電動(dòng)機(jī)工況運(yùn)行時(shí)，可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)必須在啟動(dòng)前抽氣卸載或在啟動(dòng)中氣量調(diào)節(jié)卸載。
12.根據(jù)權(quán)利要求10、11所述的可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電方法，其特征在于抽氣卸載是在電動(dòng)發(fā)電機(jī)啟動(dòng)前用真空泵抽出可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)內(nèi)氣腔的空氣，減少機(jī)組啟動(dòng)負(fù)荷實(shí)現(xiàn)卸載啟動(dòng)，是一種徹底卸載法。
13.根據(jù)權(quán)利要求10、11所述的可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電方法，其特征在于氣量調(diào)節(jié)卸載包括滑閥式卸載法和轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)式卸載法，其中滑閥式是通過(guò)滑閥使星輪齒嚙入螺桿螺槽形成封閉容積后仍將封閉容積和吸氣口相通卸載；轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)式是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)的旋轉(zhuǎn)改變星輪齒嚙入螺桿螺槽的最大容積卸載，滑閥式和轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)式卸載法都是部分卸載法。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電方法，其特征在于可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)是立式安裝或臥軸安裝，在臥軸安裝中，可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)(101)和電動(dòng)發(fā)電機(jī)(10 的主軸水平布置，用聯(lián)軸器聯(lián)接，適應(yīng)于中小機(jī)組。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，為新型儲(chǔ)能系統(tǒng)，涉及能量存儲(chǔ)和發(fā)電技術(shù)，可逆單螺桿壓縮膨脹機(jī)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)，最突出的特點(diǎn)是克服了傳統(tǒng)空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)中壓縮機(jī)與膨脹機(jī)分離、系統(tǒng)過(guò)于分散和設(shè)備閑置時(shí)間過(guò)多等缺點(diǎn)。在本發(fā)明公開(kāi)的方案中，壓縮機(jī)與膨脹機(jī)一體、電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)一體，壓縮過(guò)程和膨脹過(guò)程中氣體的流經(jīng)管路和設(shè)備大部分共用，設(shè)備大量減少系統(tǒng)十分整湊，設(shè)備閑置時(shí)間少利用率非常高，同可再生能源結(jié)合經(jīng)濟(jì)環(huán)保，投資少效益高，在壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)F01C1/16GK102352777SQ20111032451
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者李錦上 申請(qǐng)人:艾赫威(北京)科技有限公司