本說明書涉及壓縮空氣儲能，特別涉及一種用于鹽穴壓縮空氣儲能的注采管組件。

背景技術：

1、壓縮空氣儲能(caes)作為一種長時儲能技術，具有快速啟停、循環(huán)壽命長、負荷適應性強等特點，在削峰填谷、新能源消納、調頻調峰等方面具有廣泛的應用前景。傳統(tǒng)的caes系統(tǒng)依賴化石燃料，而新型caes系統(tǒng)不消耗化石燃料，流程簡單且效率高，正朝著更環(huán)保、高效的方向發(fā)展。鹽穴壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)是利用地下鹽穴儲存壓縮空氣，并在電力需求高峰時釋放空氣驅動發(fā)電機組產(chǎn)生電力的一種可再生能源儲能方式。

2、鹽穴壓縮空氣儲能技術借助鹽穴對空氣進行壓縮，實現(xiàn)能量的存儲轉化，具有容量大、壽命長、費用低、響應快、運行活、效率高、污染少、占地小等優(yōu)點。鹽穴壓縮空氣儲能作為新型儲能重要形式之一，得到越來越多的關注。鹽穴壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)領域正在快速發(fā)展，技術不斷進步，項目實施和示范效果顯著，應用前景廣闊，對環(huán)境和經(jīng)濟效益都有積極影響。

3、在鹽穴壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)中，注采管管口作為輸氣系統(tǒng)的終端，其吸氣能力和過濾能力對壓縮空氣儲能電站發(fā)電性能和運行穩(wěn)定性能有直接影響。然而，當前的管口設計簡單，基本為裸孔，這種設計不僅影響過濾裝置本身的性能，還可能對整個壓縮空氣儲能系統(tǒng)的效率和可靠性產(chǎn)生以下負面影響。一方面，吸氣效率低，受井孔尺寸限制，注采管進氣口直徑較小，進氣壓降顯著。另一方面，吸氣能力不穩(wěn)定，目前的吸入口基本為裸孔，沒有任何整流和過濾裝置。裸孔外部空氣易形成高速旋渦，高速旋渦攜帶鹽穴腔內的固體和液體顆粒物進入管道，引起管路堵塞和機組故障，增加維護成本。

4、針對上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術實現(xiàn)思路

1、本說明書實施例提供了一種用于鹽穴壓縮空氣儲能的注采管組件，以解決現(xiàn)有技術中鹽穴壓縮空氣儲能電站的注采管吸氣效率低以及吸氣能力不穩(wěn)定的問題。

2、本說明書實施例提供了一種用于鹽穴壓縮空氣儲能的注采管組件，包括注采管和可變形吸入管口，所述可變形吸入管口圍繞所述注采管的外壁設置且靠近所述注采管的進氣口；所述可變形吸入管口包括動環(huán)、定環(huán)、驅動裝置、多個支撐桿和多個圓弧瓣；所述可變形吸入管口能通過注采井伸入鹽穴中；

3、所述動環(huán)能在所述驅動裝置的驅動下繞所述注采管的軸線單向旋轉；所述動環(huán)的外壁上沿周向設置有多個第一轉軸；所述定環(huán)位于所述動環(huán)下方，所述定環(huán)的內壁與所述注采管的外壁固定連接，所述定環(huán)的外壁上沿周向設置有多個第二轉軸；所述多個支撐桿與所述多個第一轉軸和所述多個第二轉軸分別一一對應，所述支撐桿用于連接對應的所述第一轉軸和對應的所述第二轉軸；所述多個圓弧瓣與所述多個第二轉軸一一對應，所述圓弧瓣與對應的第二轉軸連接；所述多個圓弧瓣的上端圍繞所述注采管的外壁設置，所述多個圓弧瓣的下部位于所述進氣口下方；

4、在所述注采管下井過程中，所述多個支撐桿處于豎直狀態(tài)，所述多個圓弧瓣處于豎直狀態(tài)并且呈循環(huán)疊壓狀態(tài)；在所述注采管的進氣口進入鹽穴后，所述驅動裝置用于驅動所述動環(huán)繞所述注采管的軸線單向旋轉，帶動所述多個支撐桿傾斜，使得所述多個圓弧瓣呈傘狀打開狀態(tài)。

5、在一個實施例中，所述注采管組件還包括：

6、過濾網(wǎng)，所述過濾網(wǎng)設置在所述注采管內，并且靠近所述注采管的進氣口設置，用于對流入所述注采管內的氣體進行過濾。

7、在一個實施例中，所述第一轉軸上設置有第一孔；所述第二轉軸上設置有第二孔；

8、所述支撐桿的第一端經(jīng)由所述第一孔與對應的第一轉軸連接，所述支撐桿的第二端經(jīng)由所述第二孔與對應的第二轉軸連接；

9、所述支撐桿的第二端穿過對應的所述第二轉軸的第二孔，并與所述第二轉軸對應的圓弧瓣連接。

10、在一個實施例中，所述驅動裝置包括：

11、驅動件，所述驅動件用于在所述注采管進入鹽穴后驅動所述動環(huán)繞所述注采管的軸線沿第一方向旋轉；所述第一方向為順時針方向或逆時針方向；

12、限位機構，所述限位機構用于在所述驅動件驅動所述動環(huán)旋轉后對所述動環(huán)進行限位，以避免所述動環(huán)繞所述注采管的軸線沿第二方向旋轉；所述第二方向與所述第一方向相反。

13、在一個實施例中，所述限位機構包括棘輪機構，所述棘輪機構位于所述動環(huán)與所述注采管的外壁之間；所述棘輪機構包括棘輪和棘爪；所述棘輪圍繞所述注采管的外壁設置，能繞所述注采管的軸線旋轉；所述棘爪的一端可轉動地安裝在所述動環(huán)的內壁上，所述棘爪的另一端與所述棘輪的齒輪接觸設置；

14、所述驅動件包括彈簧驅動件，所述彈簧驅動件圍繞所述注采管的外壁設置，所述彈簧驅動件的一端與所述注采管的外壁固定連接，所述彈簧驅動件的另一端與所述棘輪的內側固定連接；在所述注采管下井過程中，所述彈簧驅動件處于變形狀態(tài)；在所述注采管進入鹽穴后，所述彈簧驅動件恢復原長時帶動所述棘輪繞所述注采管的軸線旋轉，使得所述動環(huán)在所述棘爪的作用下繞所述注采管的軸線旋轉，進而帶動所述多個支撐桿傾斜，使得所述多個圓弧瓣呈傘狀打開狀態(tài)。

15、在一個實施例中，所述限位機構包括卡扣機構，所述卡扣機構包括卡扣和卡槽；所述卡扣的一端通過彈性件可壓縮地安裝在所述注采管的外壁上，所述卡扣的另一端平滑傾斜式設置并與所述動環(huán)的內壁相接觸；所述卡槽設置在所述動環(huán)的內壁上；在所述動環(huán)繞所述注采管的軸線旋轉成使得所述卡扣彈入所述卡槽內時，所述動環(huán)進入鎖定狀態(tài)；

16、所述驅動件包括彈簧驅動件，所述彈簧驅動件圍繞所述注采管的外壁設置，所述彈簧驅動件的一端與所述注采管的外壁固定連接，所述彈簧驅動件的另一端與所述動環(huán)的內側固定連接；在所述注采管下井過程中，所述彈簧驅動件處于變形狀態(tài)；在所述注采管進入鹽穴后，所述彈簧驅動件恢復原長時帶動所述動環(huán)繞所述注采管的軸線旋轉，進而帶動所述多個支撐桿傾斜，使得所述多個圓弧瓣呈傘狀打開狀態(tài)。

17、在一個實施例中，所述限位機構包括棘輪機構，所述棘輪機構位于所述動環(huán)與所述注采管的外壁之間；所述棘輪機構包括棘輪和棘爪；所述棘輪圍繞所述注采管的外壁設置，能繞所述注采管的軸線旋轉；所述棘爪的一端可轉動地安裝在所述動環(huán)的內壁上，所述棘爪的另一端與所述棘輪的齒輪接觸設置；

18、所述驅動件包括壓力罐組件，所述壓力罐組件包括壓力罐和傳動機構；所述壓力罐設置在所述注采管的位于所述動環(huán)和所述定環(huán)之間的外壁上；所述壓力罐內容納有高壓氣體；所述傳動機構的一端與所述壓力罐連接，所述傳動機構的另一端與所述棘輪相連接；在所述注采管下井過程中，所述壓力罐組件處于鎖定狀態(tài)；在所述注采管進入鹽穴后，所述壓力罐解鎖，所述壓力罐內的高壓氣體釋放壓力驅動所述傳動機構帶動所述棘輪繞所述注采管的軸線旋轉，使得所述動環(huán)在所述棘爪的作用下繞所述注采管的軸線旋轉，進而帶動所述多個支撐桿傾斜，使得所述多個圓弧瓣呈傘狀打開狀態(tài)。

19、在一個實施例中，所述限位機構包括卡扣機構，所述卡扣機構包括卡扣和卡槽；所述卡扣的一端通過彈性件可壓縮地安裝在所述注采管的外壁上，所述卡扣的另一端平滑傾斜式設置并與所述動環(huán)的內壁相接觸；所述卡槽設置在所述動環(huán)的內壁上；在所述動環(huán)繞所述注采管的軸線旋轉成使得所述卡扣彈入所述卡槽內時，所述動環(huán)進入鎖定狀態(tài)；

20、所述驅動件包括壓力罐組件，所述壓力罐組件包括壓力罐和傳動機構；所述壓力罐設置在所述注采管的位于所述動環(huán)和所述定環(huán)之間的外壁上；所述壓力罐內容納有高壓氣體；所述傳動機構的一端與所述壓力罐連接，所述傳動機構的另一端與所述動環(huán)相連接；在所述注采管下井過程中，所述壓力罐組件處于鎖定狀態(tài)；在所述注采管進入鹽穴后，所述壓力罐解鎖，所述壓力罐內的高壓氣體釋放壓力驅動所述傳動機構帶動所述動環(huán)繞所述注采管的軸線旋轉，進而帶動所述多個支撐桿傾斜，使得所述多個圓弧瓣呈傘狀打開狀態(tài)。

21、在一個實施例中，所述圓弧瓣滿足以下至少之一：

22、所述圓弧瓣的包角為36°至60°；

23、所述圓弧瓣的瓣長與所述注采管的直徑之間的比值為0.8至1.5；

24、所述圓弧瓣的個數(shù)為6個至10個；

25、所述圓弧瓣由金屬制成。

26、在一個實施例中，所述多個圓弧瓣呈傘狀打開狀態(tài)時的張口半徑為：

27、

28、其中，r為所述多個圓弧瓣呈傘狀打開狀態(tài)時的張口半徑，q為所述注采管的吸氣口的排氣量，v為所述吸氣口的氣流速度。

29、本說明書實施例中提供了一種用于鹽穴壓縮空氣儲能的注采管組件，包括注采管和可變形吸入管口，可變形吸入管口圍繞注采管的外壁設置且靠近注采管的進氣口?？勺冃挝牍芸诎▌迎h(huán)、定環(huán)、驅動裝置、多個支撐桿和多個圓弧瓣?？勺冃挝牍芸谀芡ㄟ^注采井伸入鹽穴中。動環(huán)能在驅動裝置的驅動下繞注采管的軸線單向旋轉。動環(huán)的外壁上沿周向設置有多個第一轉軸。定環(huán)位于動環(huán)下方。定環(huán)的內壁與注采管的外壁固定連接。定環(huán)的外壁上沿周向設置有多個第二轉軸。多個支撐桿與多個第一轉軸和多個第二轉軸分別一一對應。支撐桿用于連接對應的第一轉軸和對應的第二轉軸。多個圓弧瓣與多個第二轉軸一一對應。圓弧瓣與對應的第二轉軸連接。多個圓弧瓣的上端圍繞注采管的外壁設置。多個圓弧瓣的下部位于進氣口下方。在注采管下井過程中，多個支撐桿處于豎直狀態(tài)，多個圓弧瓣處于豎直狀態(tài)并且呈循環(huán)疊壓狀態(tài)。在注采管的進氣口進入鹽穴后，驅動裝置用于驅動動環(huán)繞注采管的軸線單向旋轉，帶動多個支撐桿傾斜，使得多個圓弧瓣呈傘狀打開狀態(tài)。上述方案中，在注采管組件下井過程中，可變形吸入管口處于收縮狀態(tài)(即，多個圓弧瓣處于豎直狀態(tài)并且呈循環(huán)疊壓狀態(tài))，可以減小可變形吸入管口的面積，降低對注采井徑的尺寸需求，從而可以降低注采井的建井成本。在注采管組件進入鹽穴后，可變形吸入管口處于打開狀態(tài)，吸氣面積相較于傳統(tǒng)的裸孔設計大幅增加，這使得單位時間內能夠吸入更多的壓縮空氣，從而提高了注采管的吸氣效率，進而提升了整個鹽穴壓縮空氣儲能系統(tǒng)的工作效率。此外，傘狀結構能夠對氣流起到整流作用，使氣流更加平穩(wěn)地進入注采管。通過減少氣流的湍流和渦流現(xiàn)象，降低了氣流的能量損失，提高了氣流的穩(wěn)定性，從而提高了吸氣能力的穩(wěn)定性。平穩(wěn)的氣流減少了對鹽穴腔內固體和液體顆粒物的攜帶能力。在整流作用下，大顆粒雜質更容易因重力作用而沉降，不易被氣流帶入注采管內，從而減少了雜質對管道和后續(xù)設備的磨損和堵塞，延長了設備的使用壽命。

30、參照后文的說明和附圖，詳細公開了本發(fā)明的特定實施方式，指明了本發(fā)明的原理可以被采用的方式。應該理解，本發(fā)明的實施方式在范圍上并不因而受到限制。針對一種實施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個或更多個其它實施方式中使用，與其它實施方式中的特征相組合，或替代其它實施方式中的特征。

31、應當強調，術語“包含/包括”在本文使用時指特征、部件或組件的存在，但并不排除一個或更多個其他特征、部件或組件的存在或附加。