[发明专利]一种用于压缩空气储能的向心透平变频发电装置

说明书

本发明涉及发电装置技术领域，具体涉及一种用于压缩空气储能的向心透平变频发电装置，包括：叶轮发电机，为盘式电机，其包括：轮盘式结构的电机转子和电机定子；透平叶轮，所述透平叶轮与所述电机转子固定在一起，以形成一体结构；所述透平叶轮将进入其内部的气流内能转化为动能，所述透平叶轮带动所述电机转子相对于所述电机定子转动，以实现发电。通过将轮盘式结构的电机转子设置在透平叶轮上，从而实现无需复杂轴系和联轴器即可实现高效率发电。

技术领域

本发明涉及发电装置技术领域，具体涉及一种用于压缩空气储能的向心透平变频发电装置。

背景技术

随着常规能源短缺日益严重以及环境污染问题的日益突出，可再生能源的利用成为急需解决的问题。压缩空气储能技术是解决上述问题非常具有潜力的一种储能方式，由于透平是压缩空气储能系统核心释能发电装置，所以透平的工作效率对整个系统高效运行起着至关重要的作用。

现有技术中的向心透平发电装置缺乏将透平与发电机融为一体进行设计制造的先例。导致现有技术中缺乏压缩空气储能向心透平发电集成装置，无法解决现有透平与发电机组合导致的能量损耗高的问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中缺乏压缩空气储能向心透平发电集成装置，无法解决现有透平与发电机组合导致的能量损耗高的问题。为此，本发明提供一种用于压缩空气储能的向心透平变频发电装置，包括：

叶轮发电机，为盘式电机，其包括：轮盘式结构的电机转子和电机定子；

透平叶轮，所述透平叶轮与所述电机转子固定在一起，以形成一体结构；所述透平叶轮将进入其内部的气流内能转化为动能，所述透平叶轮带动所述电机转子相对于所述电机定子转动，以实现发电。

用于压缩空气储能的向心透平变频发电装置，还包括：

透平外壳，所述电机定子设置在所述透平外壳上。

用于压缩空气储能的向心透平变频发电装置，还包括：

电网，所述叶轮发电机通过变频器与所述电网相连，以接收所述叶轮发电机产生的电磁感应电能。

用于压缩空气储能的向心透平变频发电装置，还包括：

叶轮驱动转轴，所述叶轮驱动转轴通过叶轮发电机轴承转动设置在所述透平外壳上；且，所述透平叶轮固定安装在所述叶轮驱动转轴上。

可选的，所述叶轮发电机轴承为滚动轴承或者电磁轴承。

可选的，用于压缩空气储能的向心透平变频发电装置，还包括：

透平导叶环，设置在所述透平叶轮的气流入口位置；所述透平导叶环上设置有用于将气流的内能转化为动能以使该气流加速的透平导叶。

可选的，所述透平导叶的截面型线为NACA系列或Clark系列。

可选的，所述透平叶轮为渐扩形式，以充分利用气流能量；所述透平叶轮上叶片的三维几何形状为直纹面或B样条曲线形式。

可选的，用于压缩空气储能的向心透平变频发电装置，还包括：

透平进气室，与所述透平叶轮相连通，以向所述透平叶轮方向输入压缩空气。

可选的，所述变频器为四象限形式；

当向心透平正常运行时，所述变频器用于将所述叶轮发电机产生的电能转化为工频电能以满足所述电网要求；

当向心透平启动时，所述电网通过所述变频器带动所述透平叶轮达到设计转速，然后再通入工质气体做功，以减少耗气量；

当向心透平甩负荷故障时，所述变频器驱动所述透平叶轮制动，以防止透平飞车。