CN107328120A - 一种高、低温熔盐的储能换热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于储能技术领域，涉及一种高、低温熔盐的储能换热系统。包括高温储盐罐和低温储盐罐，还包括低温熔盐泵、高温熔盐泵、熔盐管道、熔盐吸热系统、熔盐换热系统、换热器吸热介质管道、隔热保温层和支撑柱，高温储盐罐设置在低温储盐罐内部，高、低温储盐罐之间及外部均设置有隔热保温层，高温储盐罐下方的低温储盐罐内部设有支撑柱；一根熔盐管道从低温储盐罐内部依次通到低温熔盐泵和熔盐吸热系统，最后通到高温储盐罐内部；另一根熔盐管道从高温储盐罐内部依次通到高温熔盐泵、熔盐换热系统，最后通到低温储盐罐内部；本发明减小了高温储盐罐内部与外部的温差，能有效避免高温储盐罐发生熔盐泄漏，减少熔盐储热系统的能量损失。

Description

一种高、低温熔盐的储能换热系统
技术领域
本发明属于储能技术领域，涉及一种高、低温熔盐的储能换热系统。
背景技术
目前，我国正在大力推广太阳能、风能等新能源的利用。太阳能光伏发电和风力发电受天气影响都存在间歇性和波动性的问题，而太阳能光热发电由于存在储能系统，因而可以很好的解决光伏发电和风力发电的间歇性和波动性问题，向电网提供稳定、可调的电力输出。
目前，我国在太阳能光热发电领域还处于起步阶段。由于熔盐储热具有储能密度高、对环境友好、安全等优点，因此国际上光热发电项目的储能系统主要采用熔盐储能技术。目前的熔盐储能系统一般采用两个分离设置的熔盐储罐，一个高温熔盐储罐和一个低温熔盐储罐。蓄热时，低温熔盐被低温熔盐泵从低温熔盐储罐中抽出，经过熔盐吸热系统(吸热器、集热管等)加热后，流入高温熔盐储罐；放热时，高温熔盐被高温熔盐泵从高温储盐罐抽出，流经熔盐换热系统温度降低后，流入低温熔盐储罐。这种储能系统在国外光热电站的运行过程中发生多起高温储盐罐泄露事故，事故的主要原因是高温储盐罐与环境的温差较大造成的，由于温差过大，高温储盐罐的侧壁由于内外冷热不均容易产生破裂，造成高温熔盐外泄，容易造成安全事故，危害工作人员生命，及造成巨大经济损失。
发明内容
基于上述问题，本发明提供了一种高、低温熔盐的储能换热系统，将高温熔盐储罐和低温熔盐储罐集成一体，解决了高温熔盐储罐与环境温差过大造成的问题。
本发明的技术方案为：
一种高、低温熔盐的储能换热系统，包括高温储盐罐和低温储盐罐，分别储存有高温熔盐和低温熔盐，还包括低温熔盐泵、高温熔盐泵、熔盐管道、熔盐吸热系统、熔盐换热系统、换热器吸热介质管道、隔热保温层和支撑柱，所述高温储盐罐底部及四周被低温储盐罐包围，高、低温储盐罐之间及外部均设置有隔热保温层，高温储盐罐下方的低温储盐罐内部设有支撑柱；一根熔盐管道从低温储盐罐内部依次通到低温熔盐泵和熔盐吸热系统，最后通到高温储盐罐内部；另一根熔盐管道从高温储盐罐内部依次通到高温熔盐泵、熔盐换热系统，最后通到低温储盐罐内部；所述换热器吸热介质管道从熔盐换热系统内部通过，两端通向储能换热系统外部。
所述高温储盐罐为立体筒状；低温储盐罐为上部横截面为环形，下部横截面为圆的立体双筒结构，外筒与内筒之间空间储存低温熔盐；高温储盐罐的筒布置在低温储盐罐的内筒内部。
所述熔盐吸热系统是塔式光热发电系统的中央吸热器，或者槽式光热发电系统的集热管，或者电加热装置。
所述换热器吸热介质管道内部的介质是水，或者导热油。
本发明采用高、低温熔盐储罐集成一体设计，高温储盐罐的底部及侧面被低温储盐罐包围，从而减小了高温储盐罐内部与外部的温差。通常情况下，高温熔盐的温度高于550℃，低温熔盐的温度在275℃以上，光热发电站所在地环境最低温度低于0℃，采用本发明，高温储盐罐的内外温差仅是目前的一半，因而，能有效避免高温储盐罐因为内外温差较大发生熔盐泄漏。此外，低温储盐罐对高温储盐罐的保温也起到很大作用，减少熔盐储热系统的能量损失。本发明所述的系统设备简单，没有采用特殊材料，技术成熟，适合大规模推广应用。
附图说明
图1为本发明高、低温熔盐的储能换热系统结构图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
参考图1，本发明的高、低温熔盐的储能换热系统，包括高温储盐罐1和低温储盐罐2，低温熔盐泵3、高温熔盐泵4、熔盐管道5、熔盐吸热系统6、熔盐换热系统7、换热器吸热介质管道8、隔热保温层9和支撑柱10，高温储盐罐1和低温储盐罐2内分别储存有高温熔盐11和低温熔盐12，高温储盐罐1底部及四周被低温储盐罐2包围，高温储盐罐1下方的低温储盐罐2内部设有支撑柱10；一根熔盐管道5从低温储盐罐2内部依次通到低温熔盐泵3和熔盐吸热系统6，最后通到高温储盐罐1内部；另一根熔盐管道5从高温储盐罐1内部依次通到高温熔盐泵4、熔盐换热系统7，最后通到低温储盐罐2内部；换热器吸热介质管道8从熔盐换热系统7内部通过，两端通向储能换热系统外部。
为了使高温储盐罐1四周保温并减少热量损失，高温储盐罐为立体筒状；低温储盐罐为上部横截面为环形，下部横截面为圆的立体双筒结构，外筒与内筒之间空间储存低温熔盐；高温储盐罐的筒布置在低温储盐罐的内筒内部。低温储盐罐2的低温熔盐12温度在275℃以上，高温储盐罐1的高温熔盐11温度在550℃以上，而环境温度低于0℃。低温储盐罐2有效地为高温储盐罐1提供温度保护，降低内外温差，有利于保持高温储盐罐1的温度，同时避免熔盐罐体破裂导致熔盐泄露；同时，高温储盐管1也对低温储盐罐2提供温度支持，有效保障低温储盐罐2的热量较少丧失。两者相结合的结构，能有效减少储能系统的能量损失，提高储能效率。
为了减少高、低温储盐罐1、2之间的热交换，以及减少高、低温储盐罐1、2与外部环境的热交换，高、低温储盐罐1、2之间设置有隔热保温层9，高、低温储盐罐1、2外部也设置有隔热保温层9。
储能状态下工作时，低温熔盐泵3将低温熔盐12从低温储盐罐2抽出，通过熔盐管道5输送到熔盐吸热系统6，低温熔盐12经加热后成为高温熔盐11，通过熔盐管道5输送回高温储盐罐1存储；熔盐吸热系统6是塔式光热发电系统的中央吸热器，或者槽式光热发电系统的集热管，或者电加热装置。
换热状态下工作时，高温熔盐泵4将高温熔盐11从高温储盐罐1抽出，通过熔盐管道5输送到熔盐换热系统7，经过与换热器吸热介质管道8内部的介质换热后变为低温熔盐12，通过熔盐管道5输送回低温储盐罐2存储。换热器吸热介质管道8内部的介质是水，或者导热油。
本发明的创新点在于高温储盐罐1和低温储盐罐2集成一体的设计，虽然是按照熔盐双罐储能设计，但此设计亦可以扩展到其它储能介质在双罐储能的应用领域。
以上公开的仅为本发明的实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种高、低温熔盐的储能换热系统，包括高温储盐罐(1)和低温储盐罐(2)，分别储存有高温熔盐(11)和低温熔盐(12)，其特征在于，还包括低温熔盐泵(3)、高温熔盐泵(4)、熔盐管道(5)、熔盐吸热系统(6)、熔盐换热系统(7)、换热器吸热介质管道(8)、隔热保温层(9)和支撑柱(10)，所述高温储盐罐(1)底部及四周被低温储盐罐(2)包围，高、低温储盐罐(1、2)之间及外部均设置有隔热保温层(9)，高温储盐罐(1)下方的低温储盐罐(2)内部设有支撑柱(10)；一根熔盐管道(5)从低温储盐罐(2)内部依次通到低温熔盐泵(3)和熔盐吸热系统(6)，最后通到高温储盐罐(1)内部；另一根熔盐管道(5)从高温储盐罐(1)内部依次通到高温熔盐泵(4)、熔盐换热系统(7)，最后通到低温储盐罐(2)内部；所述换热器吸热介质管道(8)从熔盐换热系统(7)内部通过，两端通向储能换热系统外部。
2.根据权利要求1所述的高、低温熔盐的储能换热系统，其特征在于，所述高温储盐罐(1)为立体筒状；低温储盐罐(2)为上部横截面为环形，下部横截面为圆的立体双筒结构，外筒与内筒之间空间储存低温熔盐；高温储盐罐(1)的筒布置在低温储盐罐(2)的内筒内部。
3.根据权利要求1所述的高、低温熔盐的储能换热系统，其特征在于，所述熔盐吸热系统(6)是塔式光热发电系统的中央吸热器，或者槽式光热发电系统的集热管，或者电加热装置。
4.根据权利要求1所述的高、低温熔盐的储能换热系统，其特征在于，所述换热器吸热介质管道(8)内部的介质是水，或者导热油。
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