刘嘉豪，王 星，张雪辉，李 文，朱阳历，陈海生

（1中国科学院工程热物理研究所，北京 100190；2中国科学院大学，北京 100049）

压缩空气储能系统具有储能容量大、储能周期长、储能效率高和成本相对较少等优点，在电网削峰填谷、可再生能源并网及分布式能源系统中具有重要的应用价值[1-3]。压缩空气储能系统的原理为在储能过程中，系统中的压缩机通过压缩空气，将电能转化为气体的内能，并将高压空气储存在储气装置中；在释能过程中，储气装置中的压缩空气推动膨胀机做功，将高压空气的内能转化为电能。作为压缩空气储能系统中的关键部件之一，多级向心膨胀机直接影响储能系统效率[4]。随着释能过程的进行，储气压力不断变化且高于膨胀机入口压力，需合理配气以稳定膨胀机气体流量。目前应用较为广泛的两种配气方式分别为节流配气及喷嘴配气。

如图1所示，当压缩空气储能系统采用节流配气时，由主阀直接调节，该情况下调节级处于全周进气的状态，其热力过程如图2（a）所示，流入膨胀机的全部气体形成节流效应，造成了大量的损失，降低了系统效率。当系统采用喷嘴配气时[5]，由节流阀2、3、4进行调节，该情况下调节级内气体被重新分配[6]，其热力过程如图2（b）所示，采用喷嘴配气可以减少被节流的气体流量，提高系统的整体效率，因此得到应用，如工业蒸汽透平发电厂等[7]。但由于进气过程中各喷嘴流入的气体状态不同，该类膨胀机的内部流动呈现出强烈的非均匀性和非周期性，会带来额外的损失。……