壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)的空氣加熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力領(lǐng)域的一種壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，尤其涉及壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)中的空氣加熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著風(fēng)電、太陽(yáng)能光伏等大規(guī)?？稍偕茉丛诮尤腚娋W(wǎng)的比例越來(lái)越高，由于其波動(dòng)性，我國(guó)很多地區(qū)都存在棄風(fēng)、棄光限電問(wèn)題，對(duì)我國(guó)可再生能源的發(fā)展不利，有必要尋找一種適合于我國(guó)北方缺水地區(qū)的大規(guī)模儲(chǔ)能方式。如果把棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象中浪費(fèi)的電能存儲(chǔ)起來(lái)，在用電高峰到來(lái)的時(shí)候，再把這部分電能拿來(lái)補(bǔ)充電量不足，可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行中的削峰添谷作用。因此，尋找一種合適的電能存儲(chǔ)方式就變得很必要了。
[0003]壓縮空氣儲(chǔ)能(Compressed Air Energy Storge, CAES)是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ拇笠?guī)模儲(chǔ)能方式，它具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、成本低、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。典型的壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)工作過(guò)程如下:在電網(wǎng)用電的低谷時(shí)期，使用價(jià)格相對(duì)便宜且有剩余的電力驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)壓縮空氣，并將壓縮后的高壓空氣儲(chǔ)存在特定的密閉空間中。在用電高峰時(shí)期，將高壓空氣與天然氣混合燃燒加熱后，利用生成的高溫高壓氣體通過(guò)發(fā)電設(shè)備來(lái)進(jìn)行發(fā)電作業(yè)。
[0004]壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)具有高效低耗、啟動(dòng)快、調(diào)節(jié)靈活、可用率高、投資省、建設(shè)周期短及環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]但是，如何將高壓空氣與燃?xì)膺M(jìn)行充分混合后，再利用燃燒設(shè)備將二者充分燃燒加熱，使加熱效率最大化的問(wèn)題，還沒(méi)有得到有效解決。這就使得利用壓縮空氣進(jìn)行儲(chǔ)能發(fā)電的方式還沒(méi)有辦法大面積推廣開(kāi)來(lái)。
[0006]同時(shí)，在高壓空氣燃燒過(guò)程中，火焰會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，造成燃料與空氣燃燒不充分、燃燒效率低下情況的發(fā)生。因此，需要提供一種空氣燃燒加熱裝置，以使得燃料與空氣充分燃燒加熱。
[0007]有鑒于此，特提出本實(shí)用新型。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的目的在于提供一種壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)的空氣加熱器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓空氣進(jìn)行燃燒加熱，利用加熱后生成的高壓高溫氣體進(jìn)行發(fā)電作業(yè)的目的。
[0009]為實(shí)現(xiàn)實(shí)用新型目的，采用如下技術(shù)方案:
[0010]一種壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)的空氣加熱器，包括:軸線(xiàn)水平延伸的罐體；罐體內(nèi)部空間的兩端分別設(shè)有燃燒室和混合室，燃燒室與混合室的靠近側(cè)相連通；燃燒室遠(yuǎn)離混合室的一端為前端，該端設(shè)有供燃?xì)夂透邏嚎諝膺M(jìn)入的進(jìn)氣噴嘴；燃燒室的側(cè)壁上排布由多列沿罐體軸線(xiàn)間隔設(shè)置的、調(diào)整燃燒室內(nèi)火焰方向的、供高壓氣體流入的導(dǎo)向噴嘴；至少靠近燃燒室后端一列的各導(dǎo)向噴嘴軸線(xiàn)相交于罐體軸線(xiàn)處，使燃燒室噴入混合室的火焰沿罐體軸線(xiàn)方向噴射。
[0011]進(jìn)一步，每列導(dǎo)向噴嘴至少包括三個(gè)導(dǎo)向噴嘴，每列的各導(dǎo)向噴嘴均布于罐體的同一橫斷面上；每列的各導(dǎo)向噴嘴軸線(xiàn)相交于同一點(diǎn)。
[0012]進(jìn)一步，進(jìn)氣噴嘴設(shè)于燃燒室前側(cè)的中心處，進(jìn)氣噴嘴沿罐體的軸線(xiàn)方向延伸?’每列的各導(dǎo)向噴嘴軸線(xiàn)均沿罐體的徑向方向延伸，令每列的各導(dǎo)向噴嘴軸線(xiàn)相交點(diǎn)處于罐體的軸線(xiàn)上。
[0013]進(jìn)一步，罐體的橫斷面為圓形；每列導(dǎo)向噴嘴包括四個(gè)導(dǎo)向噴嘴，四個(gè)導(dǎo)向噴嘴分別處于圓形橫斷面的四個(gè)相位點(diǎn)處；
[0014]優(yōu)選的，四個(gè)導(dǎo)向噴嘴分別處于罐體對(duì)應(yīng)橫斷面的最低端、最高端、最左端和最右端；處于最低端和最高端的導(dǎo)向噴嘴軸線(xiàn)沿豎直方向延伸，處于最左端和最右端的導(dǎo)向噴嘴軸線(xiàn)沿水平方向延伸。
[0015]進(jìn)一步，進(jìn)氣噴嘴設(shè)于燃燒室前側(cè)的靠近上端處，進(jìn)氣噴嘴沿與罐體軸線(xiàn)相平行方向延伸；各列進(jìn)氣噴嘴軸線(xiàn)的交點(diǎn)自燃燒室前端向后端依次降低高度，至靠近燃燒室后端一列的各導(dǎo)向噴嘴軸線(xiàn)交點(diǎn)處于罐體軸線(xiàn)處。
[0016]進(jìn)一步，罐體的橫斷面為圓形；每列導(dǎo)向噴嘴包括四個(gè)導(dǎo)向噴嘴，四個(gè)導(dǎo)向噴嘴分別處于罐體對(duì)應(yīng)橫斷面的最低端、最高端、最左端和最右端；處于最低端和最高端的導(dǎo)向噴嘴軸線(xiàn)沿豎直方向延伸，處于最左端和最右端的導(dǎo)向噴嘴軸線(xiàn)相對(duì)水平方向向上傾斜一定角度；
[0017]優(yōu)選的，四個(gè)導(dǎo)向噴嘴分別處于罐體對(duì)應(yīng)橫斷面的最低端、最高端、左上側(cè)和右上側(cè)；處于最低端和最高端的導(dǎo)向噴嘴軸線(xiàn)沿豎直方向延伸，處于左上側(cè)和右上側(cè)的導(dǎo)向噴嘴軸線(xiàn)沿水平方向延伸。
[0018]進(jìn)一步，導(dǎo)向噴嘴的軸線(xiàn)自燃燒室前端向后端方向傾斜設(shè)置；
[0019]優(yōu)選的，各列導(dǎo)向噴嘴的傾斜角度自燃燒室兩端向中間方向逐漸增加；各導(dǎo)向噴嘴的傾斜角度最大不超過(guò)45度；
[0020]進(jìn)一步優(yōu)選的，靠近燃燒室前后兩端的對(duì)應(yīng)列導(dǎo)向噴嘴的軸線(xiàn)傾斜角度為O。
[0021]進(jìn)一步，導(dǎo)向噴嘴由內(nèi)徑逐漸收窄的管路構(gòu)成，管路的大口徑端設(shè)于燃燒室內(nèi)部、小口徑端設(shè)于燃燒室側(cè)壁上；
[0022]優(yōu)選的，構(gòu)成導(dǎo)向噴嘴的管路由伸縮套管構(gòu)成，所述的伸縮套管由多節(jié)依次套裝連接的套管構(gòu)成，各節(jié)套管的內(nèi)徑由內(nèi)至外依次遞減；
[0023]進(jìn)一步優(yōu)選的，各節(jié)套管的內(nèi)徑均逐漸收窄；各節(jié)套管的小口端內(nèi)徑等于內(nèi)側(cè)相鄰套管的大口端外徑；各節(jié)套管的大口端外徑等于外側(cè)相鄰套管的小口端內(nèi)徑。
[0024]進(jìn)一步，各節(jié)套管的內(nèi)徑逐漸收窄，各節(jié)套管的大口端外徑不小于外側(cè)相鄰套管小口端內(nèi)徑；且各節(jié)套管的大口端外側(cè)壁和小口端的內(nèi)側(cè)壁上均設(shè)有螺紋，令各節(jié)套管的大口端與外側(cè)相鄰套管的小口端相螺紋連接固定。
[0025]進(jìn)一步，各列導(dǎo)向噴嘴等間隔距離的排布在罐體側(cè)壁上；每列導(dǎo)向噴嘴的各導(dǎo)向噴嘴等間隔角度的排布在罐體同一橫斷面上。
[0026]通過(guò)上述設(shè)置，在進(jìn)氣噴嘴處噴出混合有空氣和燃料氣體的混合氣體，使得混合氣體直接噴入燃燒室內(nèi)，經(jīng)燃燒室內(nèi)設(shè)置的點(diǎn)火裝置作用形成火焰，以對(duì)氣體進(jìn)行加熱，生成高溫高壓氣體；另一路高壓空氣自燃燒室側(cè)壁同一橫斷面上的、等間隔角度均布的各導(dǎo)向噴嘴處向燃燒室中噴射高壓空氣，以控制燃燒室內(nèi)火焰的噴射方向，使得燃燒室中的火焰沿燃燒室軸線(xiàn)方向噴入混合室。
[0027]采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型較現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于:
[0028]1、間隔設(shè)置的多列導(dǎo)向噴嘴可對(duì)燃燒室中的火焰方向進(jìn)行控制，避免火焰在燃燒中偏移造成燃燒火焰向燃燒室側(cè)壁噴射，影響燃燒效率情況的發(fā)生；
[0029]2、將每列導(dǎo)向噴嘴分別包括四個(gè)在燃燒室同一橫斷面?zhèn)缺谏吓挪嫉膶?dǎo)向噴嘴，以對(duì)燃燒火焰的噴射方向進(jìn)行調(diào)控；同時(shí)，可以通過(guò)調(diào)控每列各導(dǎo)向噴嘴的噴射量，來(lái)控制流經(jīng)該橫斷面的火焰噴射方向，以實(shí)現(xiàn)對(duì)燃燒室中火焰的精確控制；
[0030]3、將導(dǎo)向噴嘴向后傾斜一定角度，以使得燃燒室中的燃燒加熱氣流向燃燒室后端的混合室方向流動(dòng)，避免氣體燃燒加熱溫度過(guò)高情況的發(fā)生；
[0031]4、通過(guò)將導(dǎo)向噴嘴由伸縮套管構(gòu)成，以便于依據(jù)燃燒室中的進(jìn)氣流量調(diào)整各導(dǎo)向噴嘴在燃燒室中的長(zhǎng)度，避免燃燒室中氣體總量較小、燃燒效率低下情況的發(fā)生；同時(shí)，避免導(dǎo)向噴嘴距離火焰較遠(yuǎn)、控制精度較低，使得燃燒室中火焰偏移情況的發(fā)生；
[0032]5、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方法簡(jiǎn)潔、效果顯著，適宜推廣使用。
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1為本實(shí)用新型中一實(shí)施例的壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2為本實(shí)用新型中另一實(shí)施例的壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖3為本實(shí)用新型的一實(shí)施例中空氣加熱器的燃燒室結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖4為本實(shí)用新型的另一實(shí)施例中空氣加熱器的燃燒室結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖5為本實(shí)用新型的再一實(shí)施例中空氣加熱器的燃燒室結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖6為本實(shí)用新型的一實(shí)施例中空氣加熱器的燃燒室橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖7為本實(shí)用新型的另一實(shí)施例中空氣加熱器的燃燒室橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖8為本實(shí)用新型的再一實(shí)施例中空氣加熱器的燃燒室橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖9為本實(shí)用新型中空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖10為本實(shí)用新型中空氣預(yù)熱器的換熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖11為本實(shí)用新型的一實(shí)施例中換熱結(jié)構(gòu)的組件簡(jiǎn)圖；
[0044]圖12為本實(shí)用新型的另一實(shí)施例中換熱結(jié)構(gòu)的組件簡(jiǎn)圖；
[0045]圖13為本實(shí)用新型的再一實(shí)施例中換熱結(jié)構(gòu)的組件俯視圖；
[0046]圖14為本實(shí)用新型中進(jìn)氣噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖15為本實(shí)用新型中導(dǎo)向噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖16為本實(shí)用新型中透平發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖17為本實(shí)用新型中盤(pán)車(chē)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖18為本實(shí)用新型中一實(shí)施例中空氣預(yù)熱器的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051]圖19為本實(shí)用新型中儲(chǔ)存罐的罐壁橫斷面A處放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0052]主要元件說(shuō)明:1 一儲(chǔ)氣罐，2—空氣加熱器，3—透平發(fā)電機(jī)，4一空氣預(yù)熱器，5—排氣筒，6—燃料供應(yīng)罐，7—太陽(yáng)能集熱器，8—儲(chǔ)存罐，9一兩位三通閥，10—節(jié)流裝置，11一第一管路，12—第二管路，13—第三管路，14一第一燃料供應(yīng)管，15—第二燃料供應(yīng)管，16—?jiǎng)恿Ρ茫?1—燃燒室，22—混合室，23—進(jìn)氣噴嘴，24—導(dǎo)向噴嘴，25—燃燒器，231—出氣嘴，232—第一進(jìn)氣口，233—第二進(jìn)氣口，234—混合腔室，241—套管，242—大口端，243一小口端，31一通風(fēng)管道，32一空氣膨脹機(jī)，33一減速齒輪箱，34一盤(pán)車(chē)器，35一同步發(fā)電機(jī)，311—進(jìn)氣端，312—出氣端，321—輸出軸，321—輸出軸，322—環(huán)形葉柵，331—高速軸，332—低速軸，333—?dú)んw，334—輸入端齒輪，335—輸出端齒輪，341—圓形板材，342—凸筋，343一花鍵孔，344一銷(xiāo)軸，40一板材，41一第一通道，42一第二通道，43一橫向側(cè)邊，44一豎向側(cè)邊，45—凸筋，46—第一接口管路，47—第二接口管路，48—第三接口管路，49—第四接口管路，410—換熱結(jié)構(gòu)，411一殼體，412—彈片，51—金屬板材，52—保溫材料，53—保溫棉。
【具體實(shí)施方