轴封气体实现压缩机和/或透平热态启动系统及储能系统的制作方法

本发明实施例涉及储能，特别是涉及轴封气体实现压缩机和/或透平热态启动系统及储能系统。

背景技术：

1、二氧化碳气液相变储能系统将二氧化碳作为储能系统的循环工质，储能时，系统利用富裕电能将二氧化碳压缩存储在存储设备内；释能阶段，高压二氧化碳经加热气化后驱动透平做工并对外输出电能，做工完成后的二氧化碳存储在储气设备内，为下一个储能循环做准备。二氧化碳气液相变储能系统可用于支撑电网削峰填谷、调频、调相，以及为电网提供备用电源。

2、由于二氧化碳气液相变储能系统间歇式运行，储能和释能不同时进行，造成压缩机和透平启机频繁。压缩机和透平一般在常温启动即冷态启动，因为主气(二氧化碳气体)参数远高于压缩机和透平的气缸温度，且受限于叶片材料和气缸先进程度及材料性能，为避免因气缸内部元件受热不均，引起动静部分碰摩，导致压缩机和透平轴系振动大，所以采用暖机。

3、申请人发现由于常规的采用启机过程中暖机方式暖机时间可长达数小时，造成启机时间较长，从而储能系统响应慢，不能及时响应电网调度需求。此外，压缩机和/或透平启动、运行与停机过程中，轴封供气温度与压缩机和/或透平气缸及其转子等内部元件温度相差过大时极易造成气缸及转子冲击、轴瓦振动急剧增大甚至轴系发生严重的热变形、弯曲等危害。

4、需要说明的是，在上述背景技术部分发明的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、为解决上述至少一个技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种利用轴封气体实现压缩机和/或透平热态启动系统，包括：轴封供气容器、换热组件和供气流路，轴封供气容器用于储存轴封气体；所述换热组件与轴封供气容器连接，所述换热组件用于将所述轴封供气容器提供的气体加热或冷却成目标温度；所述供气流路的第一端与所述换热组件连接，所述供气流路的第二端用于与压缩机和/或透平连接；在所述压缩机和/或透平启机前，所述供气流路导通，所述换热组件将所述轴封供气容器提供的气体加热或冷却成目标温度后通过所述供气流路进入所述压缩机和/或透平，以将所述压缩机和/或透平的气缸及其内部元件加热至热态启动允许温度。

2、可选的，所述供气流路的第二端用于与压缩机和/或透平的进气侧和/或排气侧和/或气缸缸体连接。

3、可选的，所述供气流路包括第一支路，所述第一支路的第一端与所述换热组件连接，所述第一支路的第二端与所述压缩机和/或透平的进气侧连接；和/或所述第一支路具有第三端，所述第一支路的第三端与所述压缩机和/或透平的气缸缸体连接。

4、可选的，所述供气流路的第二端用于与压缩机和/或透平的轴端两侧连接。

5、可选的，所述供气流路包括第二支路、第三支路，所述第二支路的第一端和第三支路的第一端均与所述换热组件连接，所述第二支路的第二端和第三支路的第二端与所述压缩机和/或透平的轴端两侧一一对应连接。

6、可选的，所述热态启动系统还包括第一温度采集元件、第二温度采集元件和第一控制单元；所述第一温度采集元件设置于所述换热组件的输出端，所述第一温度采集元件用于采集换热组件的输出端的轴封气体温度；所述第二温度采集元件设置于所述压缩机和/或透平的气缸，所述第二温度采集元件用于采集所述压缩机和/或透平的气缸温度；所述第一控制单元与所述第一温度采集元件和所述第二温度采集元件通讯连接，所述第一控制单元用于根据所述第二温度采集元件采集的气缸温度，控制所述换热组件加热或冷却所述轴封供气容器提供的气体，使得所述第一温度采集元件采集的轴封气体温度处于设定范围内。

7、可选的，所述热态启动系统还包括第一温度采集元件、第三温度采集元件和第二控制单元；所述第一温度采集元件设置于所述换热组件的输出端，所述第一温度采集元件用于采集换热组件的输出端的轴封气体温度；所述第三温度采集元件设置于所述压缩机和/或透平的轴端两侧，所述第三温度采集元件用于采集所述压缩机和/或透平的轴端两侧温度；所述第二控制单元与所述第一温度采集元件和所述第三温度采集元件通讯连接，所述第二控制单元用于根据所述第三温度采集元件采集的轴端两侧温度，控制所述换热组件加热或冷却所述轴封供气容器提供的气体，使得所述第一温度采集元件采集的轴封气体温度处于设定范围内。

8、可选的，将低温工质或者高温工质作为轴封气体的冷、热源输入所述换热组件内加热或冷却所述轴封气体为目标温度，或，所述换热组件包括加热器和/或冷却器。

9、为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种储能系统，包括上述任意一项的热态启动系统，还包括依次闭环连接的储能组件、储能容器、释能组件和储气库。

10、可选的，所述储能系统还包括压气机，所述轴封供气容器通过所述压气机和所述储气库连接，所述压气机将所述储气库内气态工质作为轴封气体升压至预设范围内输送至所述轴封供气容器储存；或，所述储能组件包括至少一个压缩储能部，所述压缩储能部包括压缩机和与压缩机连接的储能换热器，所述轴封供气容器与所述储能换热器入口和/或出口连接，所述储能换热器出口的气态工质作为轴封气体输送至所述轴封供气容器储存；或，所述轴封供气容器和所述透平的排气侧连接，所述透平的排气侧的气态工质作为轴封气体输送至所述轴封供气容器储存。

11、本发明实施例的至少具有以下有益效果之一：缩短了二氧化碳气液相变储能系统压缩机和/或透平的启机时间，储能系统响应速度快，能及时响应电网调度需求。压缩机和/或透平启机、运行与停机过程中，轴封供气温度与压缩机和/或透平缸体温度实时响应。

技术特征：

1.一种轴封气体实现压缩机和/或透平热态启动系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的轴封气体实现压缩机和/或透平热态启动系统，其特征在于，所述供气流路的第二端用于与压缩机和/或透平的进气侧和/或排气侧和/或气缸缸体连接。

3.根据权利要求2所述的轴封气体实现压缩机和/或透平热态启动系统，其特征在于，

4.根据权利要求1或者2所述的轴封气体实现压缩机和/或透平热态启动系统，其特征在于，所述供气流路的第二端用于与压缩机和/或透平的轴端两侧连接。

5.根据权利要求4所述的轴封气体实现压缩机和/或透平热态启动系统，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的轴封气体实现压缩机和/或透平热态启动系统，其特征在于，还包括第一温度采集元件、第二温度采集元件和第一控制单元；

7.根据权利要求5所述的轴封气体实现压缩机和/或透平热态启动系统，其特征在于，还包括第一温度采集元件、第三温度采集元件和第二控制单元；

8.根据权利要求1所述的轴封气体实现压缩机和/或透平热态启动系统，其特征在于，将低温工质或者高温工质作为轴封气体的冷、热源输入所述换热组件内加热或冷却所述轴封气体为目标温度，

9.一种储能系统，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的热态启动系统，还包括

10.根据权利要求9所述的储能系统，其特征在于，

技术总结
本发明实施例涉及储能技术领域,尤其公开了一种轴封气体实现压缩机和/或透平热态启动系统及储能系统，热态启动系统包括轴封供气容器、换热组件和供气流路；轴封供气容器用于储存轴封气体；换热组件与轴封供气容器连接，换热组件用于将轴封供气容器提供的气体加热或冷却成目标温度；供气流路的第一端与换热组件连接，供气流路的第二端用于与压缩机和/或透平连接；在压缩机和/或透平启机前，供气流路导通，换热组件将轴封供气容器提供的气体加热或冷却成目标温度后通过供气流路进入压缩机和/或透平，以将压缩机和/或透平的气缸及其内部元件加热至热态启动允许温度。通过上述方式，解决了传统储能系统响应速度较慢，储能系统效率低的问题。

技术研发人员：文帅帅,陈强,范培源,王秦,汪晓勇,杨彪,贺磊落
受保护的技术使用者：百穰新能源科技（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16