本发明涉及压缩空气储能技术领域，具体涉及一种利用压缩空气余温的回热装置。
背景技术：
随着经济的发展，人们对电能的需求也越来越大，而电能的存储对能源结构优化和电网运行调节具有重大意义。压缩空气储能系统是一种新型蓄能蓄电技术，该系统一般包括空气压缩机、储气装置、透平机以及节流装置，储气装置内的压缩空气需通过压缩空气运输管运送至透平机。
其中，传统压缩空气储能系统中还包括燃烧器，储气装置释放的高压空气经过节流装置节流后，只有在燃烧室中与天然气或油混合燃烧成高温烟气后才具有用于膨胀做功的能力；而绝热压缩空气储能系统摒弃了消耗燃料提升压缩空气做功能力的方式，利用绝热压缩过程将电能转化为热能和空气势能存储在压缩空气中，并在发电过程中利用该系统自身热能加热透平机进气，满足了透平机对于入口温度的要求，并避免了碳排放。但是，由于压缩气体在节流膨胀过程中存在的节流致冷效应导致温度急剧下降，节流后压缩气体的温度一般为－20℃至－15℃，而绝热压缩过程中产生的压缩热总量有限，其中一部分热量用于弥补节流热量损失后，用于提升实际做功能力的热量就会减少，进而该系统的效率就会大大降低。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种利用压缩空气余温的回热装置，以提高透平机的进气温度、保证压缩空气储能系统的运行效率。
为实现上述目的，本发明提供了一种利用压缩空气余温的回热装置，所述利用压缩空气余温的回热装置设于节流装置和透平机之间，该装置包括密封管、端盖和螺旋形翅片，所述密封管套设在用于连通所述节流装置与所述透平机的压缩空气运输管上，所述螺旋形翅片设置在所述压缩空气运输管与所述密封管之间、以与所述压缩空气运输管的外壁与所述密封管的内壁共同围设形成螺旋形空气通道，所述密封管的一端盖设有端盖，所述端盖上设有进气管和用于穿设所述压缩空气运输管的安装孔，所述进气管的一端与所述螺旋形空气通道的进口连通、另一端用于与所述透平机的排气口连通。
其中，所述端盖设置在所述密封管临近所述透平机的一端。
其中，所述螺旋形翅片的根部通过锡焊与所述压缩空气运输管的外壁连接。
其中，所述螺旋形翅片的顶部与所述密封管的内壁胶接。
其中，所述螺旋形翅片的材质为导热材料。
其中，所述螺旋形翅片的材质为铜。
其中，所述密封管由第一半圆管和第二半圆管拼接而成，所述密封管上套设有卡箍。
其中，所述卡箍的数量为多个，多个所述卡箍沿所述密封管的轴向依次设置。
其中，所述第一半圆管的拼接面上设有凹槽，所述第二半圆管的拼接面上设有与所述凹槽配合的凸起。
本发明结构简单、造价低廉，通过将透平机尾气通入螺旋形翅片、压缩空气运输管的外壁与密封管的内壁共同围设形成螺旋形空气通道，不仅实现了透平机尾气余温的有效利用，提高了透平机的进气温度，保证压缩空气储能系统的运行效率，而且螺旋形空气通道大大延长了透平机尾气在密封管中的流动时间、增大了换热面积，保证了透平机尾气能够与压缩空气运输管中的压缩空气充分换热。另外，由于本发明并未改变压缩空气运输管内部的流道，因此整个过程中压缩空气运输管的沿程阻力不变，从而避免了压缩空气运输时产生额外的压力损失。
附图说明
图1是本发明实施例中的一种利用压缩空气余温的回热装置的结构示意图；
图2是本发明实施例中的一种利用压缩空气余温的回热装置的剖视图；
图3是本发明实施例中螺旋形翅片的结构示意图。
附图标记：
1、压缩空气运输管；2、密封管；2-1、第一半圆管；
2-2、第二半圆管；3、螺旋形翅片；4、卡箍。
具体实施方式
为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，术语“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
结合图1至图3所示，本发明提供了一种利用压缩空气余温的回热装置，该装置设于节流装置和透平机之间，该装置包括密封管2、端盖和螺旋形翅片3，密封管2套设在用于连通节流装置与透平机的压缩空气运输管1上，螺旋形翅片3设置在压缩空气运输管1与密封管2之间、以与压缩空气运输管1的外壁与密封管2的内壁共同围设形成螺旋形空气通道，也就是说，螺旋形翅片3的根部与压缩空气运输管1的外壁连接、顶部与密封管2的内壁连接，密封管2的一端盖设有端盖，端盖上设有进气管和用于穿设压缩空气运输管1的安装孔，进气管的一端与螺旋形空气通道的进口连通、另一端用于与透平机的排气口连通。
由此，当储气装置中的压缩空气通过节流装置节流后，压缩空气的温度会显著降低，而透平机尾气温度远远高于节流后压缩空气的温度。因此，当节流后的压缩空气流经压缩空气运输管1位于密封管2中的管段时，透平机尾气会不断与节流后的压缩空气进行换热，也就是说，压缩空气会不断通过导热、对流的方式从透平机尾气中吸收热量，升温后的压缩空气会继续沿着压缩空气运输管1流动，直至进入透平机进行做功，与此同时，降温后的透平机尾气便直接排放到环境中。
可见，本发明通过将透平机尾气通入螺旋形翅片3、压缩空气运输管1的外壁与密封管2的内壁共同围设形成螺旋形空气通道，不仅实现了透平机尾气余温的有效利用，提高了透平机的进气温度，保证压缩空气储能系统的运行效率，而且螺旋形空气通道大大延长了透平机尾气在密封管2中的流动时间、增大了换热面积，保证了透平机尾气能够与压缩空气运输管1中的压缩空气充分换热。另外，由于本发明并未改变压缩空气运输管1内部的流道，仅是在压缩空气运输管1外设置螺旋形翅片3和密封管2，也就是说，压缩空气运输管1的原有设计无需更改，因此整个过程中压缩空气运输管1的沿程阻力不变，从而避免了压缩空气运输时产生额外的压力损失。
优选地，端盖设置在密封管2临近透平机的一端。由此，压缩空气运输管1中压缩空气的流动方向与螺旋形空气通道中透平机尾气的流动方向正好相反。这样设置的好处在于：一方面、通过逆流换热可增大压缩空气与透平机尾气之间的传热温差，使透平机尾气和压缩空气进出口温度均不变的情况下，密封管2的长度可进一步减小，进而节约成本；另一方面、还可进一步降低透平机尾气从螺旋形空气通道流出时的温度。
由于，透平机尾气进入螺旋形空气通道的温度一般不超过80℃、压力为低于0.3mpa，因此螺旋形翅片3的根部可通过锡焊与压缩空气运输管1的外壁连接、顶部可与密封管2的内壁胶接，以保证螺旋形空气通道的密闭性。
另外，为了进一步提高换热效率，螺旋形翅片3的材质优选为导热材料。例如，螺旋形翅片3的材质为铜。
为了便于安装，密封管2由第一半圆管2-1和第二半圆管2-2拼接而成，密封管上套设有卡箍4。
进一步地，卡箍4的数量为多个，多个卡箍4沿密封管的轴向依次设置。
优选地，第一半圆管2-1的拼接面上设有凹槽，第二半圆管2-2的拼接面上设有与凹槽配合的凸起。这样设置的好处在于：一方面、可大大减少工作人员的劳动强度，安装时工作人员只需将第二半圆管2-2上的凸起插设到第一半圆管2-1上的凹槽，就可保证第一半圆管2-1和第二半圆管2-2同轴设置，即可保证第一半圆管2-1和第二半圆管2-2拼接形成的密封管2的外壁为光滑的曲面；而且通过凸起和凹槽的配合，可避免透平机尾气通过密封管2上的拼接缝隙泄露。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离发明各实施例技术方案的精神和范围。