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公开(公告)号：CN110715504B
公开(公告)日：2021-03-30
申请号：CN201910803945.X
申请日：2019-08-28
申请人： 中国科学院工程热物理研究所
摘要： 本发明公开了一种高压天然气的余压发电液化系统，能够实现能量梯级利用，包括涡流管、预冷换热器、深冷换热器、气液分离器、气体膨胀机、液体膨胀机和发电机。高压天然气进入系统后分成两部分，一部分经过涡流管，涡流管中流出的冷流作为预冷冷剂；另一部分经过预冷换热器初步降温，然后进入分离器分离为气液两相进入深冷换热器继续降温，降温后通过膨胀机回收压力能并进一步降温，一股物流生产LNG，气相以及另一股流汇合作为深冷冷剂。所述系统充分利用天然气长输管道剩余压力能，不需要压缩机等动力设备，通过压力能的梯级利用实现天然气液化以及余压发电，适合应用于天然气调压站等。
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公开(公告)号：CN111441827A
公开(公告)日：2020-07-24
申请号：CN202010197167.7
申请日：2020-03-19
申请人： 中国科学院工程热物理研究所
IPC分类号： F01D5/04
摘要： 本发明涉及一种抑制泄漏损失的闭式向心涡轮轮盖-机匣空腔结构，适用于压缩空气储能系统中，在前轮盖与机匣之间形成的狭长空腔中，依次设置扩张流道、密封结构、泄漏流掺混抑制结构。扩张流道的通流面积沿流动方向逐渐增加；泄漏流掺混抑制结构为空腔出口至密封出口的遮挡片。本发明在通过常规密封结构控制泄漏流的基础上，还能通过空腔扩张流道减少进口泄漏流量，通过泄漏流掺混抑制进一步减少泄漏流与主流的掺混损失，最终提高涡轮气动效率和做功能力，增加涡轮对能量的利用率，本发明除可应用于压缩空气储能外，还可广泛应用于航空航天、交通运输、石油化工、能源动力等多个领域，尤其适用于高压径流涡轮。
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公开(公告)号：CN111351239A
公开(公告)日：2020-06-30
申请号：CN202010111115.3
申请日：2020-02-24
申请人： 中国科学院工程热物理研究所
摘要： 本发明公开了一种太阳能储热与闭式循环耦合发电系统，包括太阳能加热单元和压缩膨胀发电单元，其中的太阳能集热装置通过吸收太阳热作为热源并将多余的热量通过蓄热装置储存起来用于夜晚等无日照条件下使用，从而达到储能的效果。其发电过程类似于燃气轮机，不同之处在于采用余热回收装置和高温换热器代替了燃烧室，同时利用余热回收装置和低温换热器来给膨胀后的气体降温，从而提高装置的运行效率。本发明由于采用闭式循环，运行过程中杂质含量更少，可以减少工质含湿、含盐对于机组的危害。本发明由于采用导热油储热的方式来储存能量，大大减小了集气室空间。本发明适合电网调峰或边疆及海岛等电网难以到达且需要较大功率的场景使用。
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公开(公告)号：CN110966056A
公开(公告)日：2020-04-07
申请号：CN201911393079.8
申请日：2019-12-30
申请人： 中国科学院工程热物理研究所
摘要： 本发明公开了一种降低压缩空气储能涡轮集气室壁面摩擦损失的方法及结构，通过该方法得到局部低粗糙度壁面的压缩空气储能涡轮集气室，具体为：通过实验测量或数值模拟分析的方式确定集气室具有高流速、高摩擦力分布的壁面区域，之后在这些区域上进行精细化处理，降低粗糙度，以减少该区域的壁面摩擦损失。其余几何曲面复杂、并且干涉严重、不易加工的壁面粗糙度则根据实际加工条件和成本需要确定；集气室结构可为螺旋线蜗壳、轴对称空腔、环形空腔等。上述方案可用于航空航天、交通运输、电力等多个领域。本发明能够在有效减少集气室加工难度和成本的同时，使气动壁面摩擦损失明显降低，涡轮气动效率增加，提高涡轮对能量的利用率。
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公开(公告)号：CN110714804A
公开(公告)日：2020-01-21
申请号：CN201910961498.0
申请日：2019-10-11
申请人： 中国科学院工程热物理研究所
IPC分类号： F01K7/04
摘要： 本发明公开了一种适用于CAES系统膨胀机组的旁路控制系统，针对各类存在CAES系统频繁启停及变工况运行的特点，通过改变设置膨胀机旁路通道及阀门结构实现各级压力控制调节，一方面可缩短启动时间，改善启动条件，延长膨胀机寿命；另一方面在运行过程中如出现机械故障或瞬间甩负荷情况，高压气体可通过旁路系统迅速排空，使机组能适应频繁起停和快速升降负荷；最后在滑压运行工况下可实现膨胀比落在中低压效率较高的膨胀机中做功。此外，本发明还能够根据CAES系统不同进气(储气)压力和用户端不同负荷要求有效调整膨胀机组运行工况，可适应于大范围变工况的运行，在有效提高其变工况运行范围、调节安全性和可靠性的同时还能提高机组运行效率。
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公开(公告)号：CN110608068A
公开(公告)日：2019-12-24
申请号：CN201910854065.5
申请日：2019-09-10
申请人： 中国科学院工程热物理研究所
IPC分类号： F01D9/04
摘要： 为解决低展弦比径流导叶端壁二次流明显、通道涡尺寸相对较大、出口气流均匀性差等技术问题，本发明涉及一种耦合非轴对称端壁的径流涡轮导叶结构，通过在径流涡轮导叶前端壁和后端壁采用非轴对称凹凸端壁结构，并可与具有三维构型的径流涡轮导叶形成更加有效控制流道二次流损失。本发明通过对叶栅进行改造，具体是通过将所述前端壁、后端壁的内表面分别设置为非轴对称的凹凸端壁结构，使得每一所述流动通道的流通面积变化，并使得每一所述流动通道一侧的压力面与另一侧的吸力面之间的气流压差降低，进而影响二次流速度分布，延迟通道涡的形成和发展，降低通道涡强度，最终实现二次流损失的降低。
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公开(公告)号：CN109209524A
公开(公告)日：2019-01-15
申请号：CN201811226342.X
申请日：2018-10-19
申请人： 中国科学院工程热物理研究所
摘要： 本发明公开了一种适用于压缩空气储能(CAES)系统高压膨胀机的组合式喷嘴配气结构，针对各类存在长期节流及变工况运行的CAES系统，其高压膨胀机入口存在巨大的压力、流量调节，针对于此，采用喷嘴配气结构有效提高其变工况运行范围及调节可靠性。本发明通过改变高压膨胀机进气流道个数实现静叶通流面积控制调节，同时能够根据CAES系统不同进气(储气)压力和用户端不同负荷要求有效调整膨胀机组通流流量和输出功率。本发明针对传统CAES及各类新型CAES如蓄热式CAES，提出采用组合式喷嘴配气结构适应于大范围变工况的运行，避免了传统可调导叶在高压下可靠性低、效率低的缺陷，改进了传统节流配气效率较低的问题，提高了CAES系统运行效率及变工况性能。
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公开(公告)号：CN105863751A
公开(公告)日：2016-08-17
申请号：CN201610382016.2
申请日：2016-06-01
申请人： 中国科学院工程热物理研究所
摘要： 一种闭式低温压缩空气储能系统，其中低温蓄冷工质在第一换热器单元对常温空气换热，输出常温蓄冷工质，压气机组输入换热后的空气；常温储罐输入和储存常温蓄冷工质；膨胀机组输入储存的压缩空气，压缩空气在膨胀机组内对膨胀机组做功输出膨胀降温后的空气；常温蓄冷工质在第二换热器单元对膨胀降温后的空气进行换热，转为低温蓄冷工质，膨胀降温后的空气经换热后转为常温空气；低温储罐输入低温蓄冷工质进行储存，输出至第一换热器单元；以及低压储气装置输入所述常温空气进行储存和输出常温空气至第一换热器单元。该储能系统采用双回路闭式循环，使得压缩空气储能系统与环境之间无传质发生，增加储能系统应用范围，对环境依赖性小。
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公开(公告)号：CN104179536B
公开(公告)日：2015-11-18
申请号：CN201410389767.8
申请日：2014-08-08
申请人： 中国科学院工程热物理研究所
摘要： 本发明提供了一种定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组。该定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组包括：向心透平，其包含多片导叶；齿轮箱，包括相互啮合的高速齿轮和低速齿轮，其中，高速齿轮的齿轮轴与向心透平的叶轮轴连接；发电机组，其主轴和齿轮箱的低速齿轮的齿轮轴连接，其利用低速齿轮的齿轮轴输出的扭矩进行发电；以及电流输出模块40，其将发电机组产生的电能向外输出。本发明通过向心透平将天然气能量回收，产生电能，从而解决能源浪费的问题。
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公开(公告)号：CN104047646A
公开(公告)日：2014-09-17
申请号：CN201410253827.3
申请日：2014-06-09
申请人： 中国科学院工程热物理研究所
IPC分类号： F01K7/18 , F16H57/02 , F16H57/023
摘要： 本发明涉及一种具有双中分面齿轮箱与多级透平集成的膨胀机组。具体结构为：齿轮箱具有上、下两个中分面，3～5根由透平驱动的输入轴和1根机械功输出轴布置在所述的两个中分面上；各输入轴的一端或两端安装有回收高压气体膨胀功的透平，透平类型为向心式、混流式、单级或多级轴流式，采用悬臂或两端支撑结构，各轴的转速可互不相同，以达到透平气动和整体结构设计上的最优方案；各透平产生的轴功通过齿轮箱变速后由输出轴传递给发电机或工业用动力机械；透平个数为3～10个。本发明能使多级透平与齿轮箱集成的膨胀机组空间布置更紧凑，各个透平的气动、结构设计更加灵活、合理，机组能量利用效率高，转子动力学特性更稳定，适用于各类大膨胀比的膨胀机组。
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