技術領域

本發明涉及一種飛輪儲能技術領域，尤其涉及一種飛輪儲能機組的密封鎖緊機構及其操作方法。

背景技術

飛輪儲能技術是一種可快速充放電的長壽命儲能新技術，它利用電機實現電動儲能、發電釋能，特別適用于需要快速充放電的獨立動力系統調峰、風力發電穩定性調節等領域。飛輪儲能的基本原理是首先把電能轉換成旋轉物體的機械能，然后進行能量存儲。在儲能階段，通過電動機帶動飛輪，使飛輪本能加速到一定的轉速，將電能轉化為機械能；在能量釋放階段，電動機作發電機運行，使飛輪減速，將機械能轉化為電能。

飛輪儲能的能量與轉速平方呈正比，為提高功率密度和能量密度，飛輪電機軸系需要高速旋轉，其轉速高于普通旋轉機械的轉速(1500-3000r/min)。飛輪儲能電源機組一般采用立式安裝軸系結構，為實現高速軸系旋轉支承、減少軸承損耗和提高軸承壽命廣泛采用磁懸浮軸承。

磁懸浮軸承的吸力不穩定，一般需要配合滾動軸承、電磁主動控制軸承使用。為減少滾動軸承損耗，一般選用高速輕載軸承，而高速輕載軸承抵抗沖擊能力較弱；與電磁主動控制軸承配合使用的備用高速滾動軸承也是輕載類型，電磁軸承不工作時，由備用高速軸承支撐軸系，抵抗沖擊的能力也比較弱。

為防止飛輪儲能機組移動中沖擊負荷引起滾動軸承的損壞，必須將飛輪電機軸系鎖緊，通過鎖緊機構承擔移動運輸過程中的沖擊負荷，從而延長滾動軸承的使用壽命。

飛輪電機軸系在飛輪儲能機組的移動運輸設備的安裝有多種技術方法和措施，一種是現場安裝飛輪電機軸系，再進行密封、抽真空或填充氦氣操作，這樣比較耗費工時，需要大量的現場安裝設備；另一種是移動運輸前鎖緊飛輪軸系，運行前放松飛輪軸系，通常的鎖緊方法和鎖緊機構不具備密封功能，移動運輸前打開飛輪儲能機組的部分密封結構，安裝鎖緊裝置，移運到位后再拆除鎖緊裝置，重新抽真空或充入氦氣，還原密封狀態。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一。

為此，本發明提出一種飛輪儲能機組的密封鎖緊機構，該飛輪儲能機組的密封鎖緊機構使用方便，且延長了飛輪電機軸系的使用壽命。

本發明還提出一種飛輪儲能機組的密封鎖緊機構的操作方法，該方法操作簡單，便于鎖緊和放松飛輪，延長了飛輪電機軸系的使用壽命。

根據本發明第一方面實施例的飛輪儲能機組的密封鎖緊機構，其中，所述飛輪儲能機組包括：殼體，所述殼體包括上殼體和下殼體，所述上殼體的下端與所述下殼體的上端密封連接；飛輪電機軸系，所述飛輪電機軸系設在所述殼體內，所述飛輪電機軸系包括：沿所述殼體縱向方向延伸的芯軸，所述芯軸的軸向上依次設有位于所述芯軸頂部的上滾動軸承、位于所述芯軸底部的下滾動軸承、位于所述上滾動軸承和所述下滾動軸承之間的電機轉子和飛輪，其中，所述飛輪位于所述電機轉子的下方，在所述電機轉子和所述上滾動軸承之間設有磁懸浮軸承組件，所述電機轉子設在所述上殼體內，所述飛輪設在所述上殼體和所述下殼體限定的腔室內；上滾動軸承座，所述上滾動軸承座與所述上殼體的上端連接用于封閉所述上殼體，所述上滾動軸承與所述上滾動軸承座配合；下滾動軸承座，所述下滾動軸承座與所述下殼體的底壁連接，所述下殼體的底壁與所述上滾動軸承座相對設置，所述下滾動軸承與所述下滾動軸承座配合；通過所述上滾動軸承、所述下滾動軸承和所述磁懸浮軸承組件共同支承所述飛輪電機轉子；所述密封鎖緊機構在上下方向可移動地設置于所述上殼體和所述下殼體的至少之一，所述密封鎖緊機構的至少一部分伸入所述下殼體內且與所述飛輪相對設置，用于鎖緊或放松；所述上滾動軸承、所述下滾動軸承、所述密封鎖緊機構和所述殼體共同限定出密閉腔室使得飛輪電機軸系處于密封條件下。

根據本發明實施例的飛輪儲能機組的密封鎖緊機構，使得飛輪電機儲能機組在移動運輸過程中，飛輪電機軸系處于密封條件下，可以通過密封鎖緊機構鎖緊飛輪，防止移動中的沖擊負荷對上滾動軸承和下滾動軸承造成損壞，延長飛輪電機軸系的使用壽命。

另外，根據本發明實施例的飛輪儲能機組的密封鎖緊機構，還可以具有如下附加的技術特征：

根據本發明的一個實施例，所述密封鎖緊機構包括：上密封鎖緊機構和下密封鎖緊機構，所述上密封鎖緊機構與所述飛輪的上端面相對設置，所述下密封鎖緊機構與所述飛輪的下端面相對設置。

根據本發明的一個實施例，所述殼體上設有多個安裝通孔，所述上密封鎖緊機構和所述下密封鎖緊機構分別穿設所述安裝通孔固定在所述殼體上。

根據本發明的一個實施例，所述上密封鎖緊機構和所述下密封鎖緊機構通過緊固件固定在所述殼體上。