降低高度，至靠近燃烧室21后端一列的各导向喷嘴24轴线交点处于罐体轴线处。从而，控制燃烧室21内的火焰自燃烧室21前端向后端沿如图9所示的箭头方向流动，使得自燃烧室21后端喷入混合室22中的火焰依然沿罐体轴线方向喷射。
[0107]如图7所示，本实施例中，若以罐体的轴线方向为X轴、过进气喷嘴的竖直方向为y轴建立坐标系，火焰的喷射抛物线在该坐标系中符合如下规律:
[0108]X = vt, y = gt2/2o
[0109]其中，V为由进气喷嘴进入燃烧室中的气体流速；t为气体自进气喷嘴流入燃烧室中的进入时间；g为重力加速度9.8m/s2。
[0110]在将导向喷嘴24设于燃烧室21前侧的靠近上端处时，各列导向喷嘴24的安装位置可以如图9所示，将四个导向喷嘴24分别设于圆形横断面的四个相位点处，左右两侧的导向喷嘴24轴线分别向上倾斜，使得四个导向喷嘴24的交点处于图7所示的对应火焰喷射线上；
[0111]还可以如图10所示，将各列导向喷嘴24中的两个导向喷嘴24分别设于圆形横断面的上下相位点处，另外两个导向喷嘴24分别设于该横断面与图7所示的对应火焰喷射线相交点的左右两侧。上下两个导向喷嘴24沿圆形横断面的径向、竖直方向设置；左右两个导向喷嘴24沿水平方向设置。
[0112]本实施例中，在第二路高压空气的作用下，燃烧室内的火焰沿平滑的下降曲线喷射，并沿燃烧室轴线方向喷入混合室。第二路高压空气自燃烧室侧壁上设置的多个导向喷嘴喷入燃烧室中，利用各导向喷嘴的喷射量控制燃烧室内火焰的喷射方向。
[0113]实施例九
[0114]本实施例中，导向喷嘴24由单料喷嘴构成，该喷嘴由管径逐渐收窄的管路构成，大管径端与第二管路12相连通、小管径端处于燃烧室内；导向喷嘴24固定安装于燃烧室21的侧壁上。各导向喷嘴24的孔径自内向外逐渐收窄，以增加所喷射空气的压力。
[0115]从而，使得各导向喷嘴24可将高压空气喷射入燃烧室21中，为燃烧室21中的火焰提供助燃空气；还能控制燃烧室21中火焰的形状，使得燃烧室21喷射入混合室22中的火焰沿罐体轴线方向喷入。
[0116]如图12所示，本实施例中，构成导向喷嘴24的管路由伸缩套管构成，所述的伸缩套管由多节依次套装连接的套管241构成，各节套管241的内径由内至外依次递减。
[0117]本实施例中，各节套管241的内径逐渐收窄，各节套管241的大口端242外径不小于外侧相邻套管241的小口端243内径；且各节套管241的大口端242的外侧壁和小口端243的内侧壁上均设有螺纹，令各节套管241的大口端242与外侧相邻套管241的小口端243相螺纹连接固定。
[0118]通过将导向喷嘴由伸缩套管构成，以便于依据燃烧室中的进气流量调整各导向喷嘴24在燃烧室21中的长度，避免燃烧室中气体总量较小、燃烧效率低下情况的发生；同时，避免导向喷嘴距离火焰较远、控制精度较低，使得燃烧室中火焰偏移情况的发生。
[0119]优选的，各节套管241的内径均逐渐收窄；各节套管241的小口端243内径等于内侧相邻套管241的大口端242外径；各节套管241的大口端242外径等于外侧相邻套管241的小口端243内径。进一步优选的，各节套管241的大口端242和小口端243内径分别等大设置，以便于设置螺纹。
[0120]本实施例中，各导向喷嘴24与第二管路12相连接的管路上分别设有控制对应导向喷嘴24喷射流速的电磁阀；燃烧室中设有高温摄像头，以对燃烧室中的火焰进行实时监控；控制单元可依据监控数据，对各导向喷嘴24的电磁阀开度进行调整，使得燃烧室中的火焰喷射方向可依据需求，沿预定轨迹进行喷射。
[0121 ] 上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种压缩空气储能发电系统，包括:对空气进行压缩生成高压气体的压缩机组，与压缩机组相连接的、储存高压气体的储气罐(I);与储气罐(I)相连的、将空气进行加热生成高温高压气体的空气加热器(2);与空气加热器(2)相连的、利用空气加热器(2)生成的高温高压气体发电的发电设备； 其特征在于:还包括依次首尾相连构成循环水路的冷水储存罐(20)、中间冷却器(18)、热水储存罐(19)和空气预热器(4);压缩机组的出气口经中间冷却器(18)与储气罐(I)的进气口相连，将流经气体与冷水进行热交换；储气罐(I)的出气口经空气预热器(4)与空气加热器(2)的进气口相连，将流经气体与热水进行热交换。
2.根据权利要求1所述的一种压缩空气储能发电系统，其特征在于:所述的中间冷却器(18)包括相互独立的、可进行热交换的两个通道； 中间冷却器(18)的第一通道两端分别与冷水储存罐(20)的出水口和热水储存罐(19)的进水口相连通；中间冷却器(18)的第二通道两端分别与压缩机组的出气口和储气罐(I)的进气口相连通。
3.根据权利要求1所述的一种压缩空气储能发电系统，其特征在于:所述的空气预热器(4)包括相互独立的、可进行热交换的两个通道； 空气预热器(4)的第一通道两端分别与冷水储存罐(20)的进水口和热水储存罐(19)的出水口相连通；空气预热器(4)的第二通道两端分别与储气罐(I)的出气口和空气加热器⑵的进气口相连通。
4.根据权利要求1至3任一所述的一种压缩空气储能发电系统，其特征在于:所述的空气预热器(4)与空气加热器(2)之间设有回热器(30)，所述的回热器(30)包括相互独立的、可进行热交换的两个通道； 回热器(30)的第一通道的两端分别与大气和发电设备的出气口相连通；回热器(30)的第二通道两端分别与空气预热器(4)的出气口和空气加热器(2)的进气口相连通。
5.根据权利要求1至3任一所述的一种压缩空气储能发电系统，其特征在于:压缩机组由一个压缩机(17)、或多个依次相串连的压缩机(17)构成。
6.根据权利要求5所述的一种压缩空气储能发电系统，其特征在于:各压缩机(17)上分别设有对压缩机(17)进行冷却的、供冷却水流动的换热管路，换热管路的两端分别与冷水储存罐(20)的出水口和热水储存罐(19)的进水口相连通。
7.根据权利要求1所述的一种压缩空气储能发电系统，其特征在于:还包括利用利用高压气体进行发电的预膨胀装置(50); 储气罐(I)的出气口与预膨胀装置(50)的进气口相连，预膨胀装置(50)的出气口与空气预热器(4)的进气口相连通。
8.根据权利要求1所述的一种压缩空气储能发电系统，其特征在于:中间冷却器(18)与冷水储存罐(20)之间相连接的管路上设有第一水泵￠2);热水储存罐(19)与空气预热器(4)之间相连接的管路上设有第二水泵(63)。
9.根据权利要求1所述的一种压缩空气储能发电系统，其特征在于:所述的空气加热器(2)包括轴线水平延伸的罐体；罐体内部空间的两端分别设有燃烧室和混合室，燃烧室与混合室的靠近侧相连通；燃烧室远离混合室的一端为前端，该端设有供燃气和高压空气进入的进气喷嘴；燃烧室的侧壁上排布由多列沿罐体轴线间隔设置的、调整燃烧室内火焰方向的、供高压气体流入的导向喷嘴；至少靠近燃烧室后端一列的各导向喷嘴轴线相交于罐体轴线处，使燃烧室喷入混合室的火焰沿罐体轴线方向喷射。
10.根据权利要求3所述的一种压缩空气储能发电系统，其特征在于:空气预热器(4)的第一通道的两端分别设有三通阀，其中一个三通阀分别与冷水储存罐(20)的进水口和发电设备的出气口相连，另一三通阀分别与热水储存罐(19)的出水口和大气相连。
【专利摘要】本发明涉及一种压缩空气储能发电系统，包括：压缩生成高压气体的压缩机组，与压缩机组相连接的储气罐；与储气罐相连的空气加热器；利用空气加热器生成的高温高压气体发电的发电设备；还包括依次首尾相连构成循环水路的冷水储存罐、中间冷却器、热水储存罐和预热器；压缩机组的出气口经中间冷却器与储气罐的进气口相连，将流经气体与冷水进行热交换；储气罐的出气口经预热器与空气加热器的进气口相连，将流经气体与热水进行热交换。通过上述设置，达到了减小能量损耗、提高发电效率的目的。同时，本发明结构简单、方法简洁、效果显著，适宜推广使用。
【IPC分类】F02B63-04, F01D15-10
【公开号】CN104696028
【申请号】CN201510096319
【发明人】张春雷, 焦建清, 时文刚, 王赤夫, 王飞
【申请人】中国大唐集团新能源股份有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月4日