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公开(公告)号：CN111305910B
公开(公告)日：2022-04-19
申请号：CN202010098600.1
申请日：2020-02-18
Applicant: 中国科学院工程热物理研究所
Abstract: 本发明涉及一种带有空心喷嘴叶片的组合式透平结构，包括至少一向心式透平和设置在向心透平下游的至少一级轴流透平，向心透平的喷嘴叶片为空心结构，高压气流经过设置在气缸进气道中的调节阀后，先进入向心透平做功，叶轮排气再折转通过喷嘴叶片的轴向气流通道进入下游透平中继续做功。本发明通过首级采用向心式叶轮，可以满足小体积流量、大焓降的设计要求，迅速降低工质的温度和压力，容易实现喷嘴全周进气或提升喷嘴的部分进气度，以提高透平的气动效率、减小叶轮所受的气流激振力；此外，向心透平出口气体在通过轴向气流通道时，可对喷嘴叶片进行冷却，降低对叶片材料耐高温的要求，提升叶片的使用寿命。
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公开(公告)号：CN110608068B
公开(公告)日：2022-03-29
申请号：CN201910854065.5
申请日：2019-09-10
Applicant: 中国科学院工程热物理研究所
IPC: F01D9/04
Abstract: 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：CN113833720A
公开(公告)日：2021-12-24
申请号：CN202111211202.7
申请日：2021-10-18
Applicant: 中国科学院工程热物理研究所 , 毕节高新技术产业开发区国家能源大规模物理储能技术研发中心
Abstract: 本发明公开了一种基于微小非光滑表面结构的储能飞轮减阻系统，非光滑表面结构布置在储能飞轮转子的上端面、下端面和外壁上。非光滑表面结构分布区域根据转子表面圆周速度大小确定；微小非光滑表面结构几何形状可以是沟槽型、凹坑型、凸台型等。微小非光滑表面结构通过降低真空腔内稀薄气体对固壁表面的摩擦力，进一步降低储能飞轮表面流动阻力。本发明能有效减小储能飞轮表面风阻，降低飞轮储能装置对真空保持系统真空度的技术要求及其能耗损失，最终有利于提高飞轮储能装置的能量的利用效率，可广泛用于飞轮储能、航空航天、交通运输、飞轮储能等多个领域。
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公开(公告)号：CN111351239B
公开(公告)日：2021-10-26
申请号：CN202010111115.3
申请日：2020-02-24
Applicant: 中国科学院工程热物理研究所
Abstract: 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：CN111272353B
公开(公告)日：2021-09-07
申请号：CN202010097837.8
申请日：2020-02-18
Applicant: 中国科学院工程热物理研究所
Abstract: 本发明公开了一种闭式旋转机械气体密封件的实验系统及方法，可用于压缩空气储能、电力、化工等行业中旋转机械密封部件性能的测试。在工作时，高压储气罐内的气体经调节阀、流量计等进入高压稳压腔后，通过密封实验件进入低压稳压腔，之后再通过调节阀进入低压储气罐，气体压缩装置将低压储气罐内的气体压缩到高压储气罐。待气流参数稳定后，启动动力单元，测量不同转速情况下流量的变化情况；通过调节密封实验件两端的压力调节阀，可探究密封段入口气压和背压对密封性能的影响。本系统还可究不同密封工况对转子振动特性的影响。由于本实验系统采用闭式循环，可以更加安全、环保地测试密封实验件对易燃、易爆、有毒工质等危险气体的密封性能。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110726067B
公开(公告)日：2021-09-07
申请号：CN201910805942.X
申请日：2019-08-29
Applicant: 中国科学院工程热物理研究所
Abstract: 本发明涉及一种利用双层储气罐进行压缩空气储能的系统，该系统中的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。本发明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。
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公开(公告)号：CN113202571A
公开(公告)日：2021-08-03
申请号：CN202110691731.5
申请日：2021-06-22
Applicant: 中国科学院工程热物理研究所 , 毕节高新技术产业开发区国家能源大规模物理储能技术研发中心
Abstract: 本发明提供的一种大功率高效气体膨胀机，包括：同轴连接的第一转子轴和第二转子轴，第一转子轴与第二转子轴上均具有多级动叶；第一膨胀缸套设在第一转子轴上，第一膨胀缸上具有与外界连通的进/排气口，第一转子轴在第一膨胀缸内转动输出功；第二膨胀缸套设在第二转子轴上，第二膨胀缸上具有与外界连通的进/排气口，第二转子轴在第二膨胀缸内转动输出功；第一膨胀缸与第二膨胀缸内均具有多级喷嘴环，喷嘴环与动叶交替排列。本发明的双缸、单轴系结构，实现多级膨胀，完成更大的功率输出，功率密度大，单位功率成本低；大功率输出使轴系的转速能够直接满足电网频率要求，不需要齿轮箱来改变输出转速，减小机械能量损失,能量转换效率高。
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公开(公告)号：CN113090348A
公开(公告)日：2021-07-09
申请号：CN202110396525.1
申请日：2021-04-13
Applicant: 中国科学院工程热物理研究所 , 毕节高新技术产业开发区国家能源大规模物理储能技术研发中心
Abstract: 本发明公开了一种一体式集成换热器的多级叶轮机组，至少包括多级功能段，每相邻两功能段之间设有一换热器，各功能段及各换热器均集成在一缸体内，每一换热器的第一换热侧进口均以不借助连通管路的方式直接与上一级功能段的工作介质出口连通、第一换热侧出口均以不借助连通管路的方式直接与下一级功能段的工作介质入口连通，每一换热器的第二换热侧进口、第二换热侧出口分别通过管路伸出缸体外与外部热源连通。本发明的结构将多级叶轮机和多个换热器紧凑集成，省略了传统系统布置中换热器与叶轮机联接所需的进排气管路，可以降低气体管路的压力损失、减少系统建设成本和现场安装的工作量；此外，管道残存容量的减小也将改善机组调控的灵敏度。
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公开(公告)号：CN112923769A
公开(公告)日：2021-06-08
申请号：CN202110304316.X
申请日：2021-03-22
Applicant: 中国科学院工程热物理研究所 , 毕节高新技术产业开发区国家能源大规模物理储能技术研发中心
Abstract: 本发明公开了一种冷源天然气余压回收高效利用系统，膨胀机（1）的输出轴与变速箱（2）连接，变速箱（2）传动轴与旋转机械设备（3）连接，膨胀机（1）连接换热器A（4），换热器A（4）与储冷罐（5）连接，储冷罐（5）连接变频泵（6），变频泵6连接换热器B（9），换热器B（9）与换热器A（4）连接，换热器B（9）与系统润滑油站（11）连接，换热器B（9）依次连接旋转机械设备（3）、变速箱（2）、膨胀机（1），膨胀机（1）、变速箱（2）、旋转机械设备（3）顺序连接后与系统润滑油站（11）连接。本发明能将天然气的压力能转化为机械能并能实现其冷能的回收利用，同时避免了地理位置的限制。
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公开(公告)号：CN107939460A
公开(公告)日：2018-04-20
申请号：CN201711249953.1
申请日：2017-12-01
Applicant: 中国科学院工程热物理研究所
Abstract: 本发明公开了一种用于大功率等级压缩空气储能系统的膨胀机组，主要由高压储气罐、调压膨胀机、主膨胀机、电动发电机、换热器、热电阻、冷/热水罐、冷/热循环水泵、液力耦合器、调节阀门及管路组成。主膨胀机的各段透平都安装在同一轴系上，通过液力耦合器与电动发电机相联，机组滑压运行过程通过调压膨胀机、背压调节阀、发电机、热电阻回收压降能量并控制主膨胀机的进气压力，冷/热水罐存储的软化水也用于冷却或加热机组所需的润滑油，尽可能地提高机组的能量利用效率。本发明的膨胀机组可以满足100MW及更大功率等级膨胀机组定压及滑压的高效、变工况运行要求，整机结构紧凑、可靠性高，单位功率成本低。
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