具有循环冷却系统的飞轮储能装置

本公开的实施例属于发电机实验设备，并且更具体地，涉及一种具有循环冷却系统的飞轮储能装置。

背景技术：

1、为了提高电力系统的安全性和经济性，各种储能技术层出叠现，如飞轮储能、抽水蓄能、超导储能、锂电池、液流电池等。其中飞轮储能作为新型的绿色机械储能技术，可以将能量以飞轮的转动动能的形式存储起来。相对于其它储能手段，飞轮储能具有储能密度高、响应快速、效率高、绿色无污染、噪声低、工作寿命长、维护成本低、可模块化等优点。

2、飞轮储能装置主要由电机/发电机、飞轮、轴承和真空腔体等组成。飞轮储能装置性能的评价与储能效率直接相关，温度过高会影响到系统高效充放电的调频性能。

3、电机的定转子部位的损耗是飞轮储能设备的主要损耗之一。目前，电机冷却方式通常有自然冷却、风冷、水冷、热管冷却以及相变冷却等。由于飞轮储能设备处于高真空环境和密闭环境中，普通的冷却方式难以满足飞轮储能冷却系统的结构简单和高效的需求。并且，定转子各部分采用独立的模块化冷却结构会导致飞轮储能结构复杂和制造成本上升。

4、因此如何提供一种具有高性能冷却系统的飞轮储能装置是本领域技术人员亟须解决的问题。

技术实现思路

1、根据本公开的实施例，提供了一种具有循环冷却系统的飞轮储能装置，以有效保证飞轮储能装置的电机结构的冷却性能。

2、在本公开中，提供了一种具有循环冷却系统的飞轮储能装置。该具有循环冷却系统的飞轮储能装置包括：

3、电机/发电机转子；

4、电机/发电机定子，其与所述电机/发电机转子同心设置；

5、转轴，其作为电机/发电机转子的转动轴，内部中空；

6、内部冷却通道，其设置于所述电机/发电机定子内部；

7、外部冷却通道，其设置于所述电机/发电机定子的外侧；和

8、冷却室，其储存冷却液，使冷却液经所述转轴中空腔体、所述外部冷却通道和所述内部冷却通道形成环路，而进行散热，

9、在所述转轴同轴安装有飞轮，所述飞轮经所述转轴与所述电机/发电机转子同步旋转。

10、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述转轴的下端与所述冷却室通过机械密封连接，中空腔体朝向所述冷却室内开放。

11、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述转轴的上端穿入设置有引流室，在与被贯穿的所述引流室下侧面之间设置有机械密封，

12、在与被贯穿的所述引流室的上侧面之间，设置有机械密封，且中空腔体封闭，

13、所述外部冷却通道与所述引流室连接，

14、在所述转轴伸入所述引流室内的部分的侧壁上设置有通孔，而与所述引流室相连通。

15、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述电机/发电机转子的外壁上设置有多个人字形凹槽。

16、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述外部冷却通道与所述飞轮储能装置内的固定支架连接固定。

17、本发明提供的具有循环冷却系统的飞轮储能装置，实现了冷却系统与飞轮储能装置真空环境的分离，避免了冷却结构的旋转，降低了结构磨损和摩擦损耗。同时，采用更为高效的对流换热方式散热，对比其它散热方式，不仅保证了冷却液的循环使用，且结构更加简单高效。该冷却系统散热量大、效率高、损耗低、绿色环保，可以有效保证飞轮储能系统的冷却性能。

18、应当理解，
技术实现要素：
部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

技术特征：

1.一种具有循环冷却系统的飞轮储能装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的具有循环冷却系统的飞轮储能装置，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的具有循环冷却系统的飞轮储能装置，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的具有循环冷却系统的飞轮储能装置，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的具有循环冷却系统的飞轮储能装置，其特征在于：

技术总结
本发明提供了一种具有循环冷却系统的飞轮储能装置，包括转轴内部的中空腔体、内部冷却通道和外部冷却通道，内部冷却通道设置于电机/发电机定子内部；外部冷却通道设置于电机/发电机定子的外侧。转轴的两端分别与内部冷却通道的其中一端，以及外部冷却通道的其中一端相连通，内部冷却通道的另一端与外部冷却通道的另一端相连通，转轴、内部冷却通道和外部冷却通道形成循环冷却管路，其内设有冷却液，冷却液由冷却泵带动循环。该技术方案，实现了冷却系统与飞轮储能装置真空环境的分离，避免了冷却结构的旋转，降低了结构磨损和摩擦损耗，且结构更加简单高效。

技术研发人员：何玉灵,孙凯,唐玲,蒋梦雅,吴学伟,刘子轩,曾四鸣,杜晓东
受保护的技术使用者：华北电力大学（保定）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25