CN201954996U - 超大容量电蓄热系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种超大容量电蓄热系统，由电加热部分、蓄热部分和控制系统组成。电加热部分由保温壳体内由上至下的吸热区、对流区、加热区、压力调节区构成。电加热区由架设在耐高温陶瓷绝缘支架上的多条电加热带组成，电加热带之间保持绝缘间隔，形成矩阵结构。安装在外保温壳体内顶部的吸热区由金属吸热器及集热体构成，安装在加热区与吸热区之间的为对流区、壳体的下部为压力调节区，蓄热部分由单台蓄热体或若干蓄热体并联构成，加热部分通过管道与蓄热部分连通。本实用新型能直接用60千伏-110千伏等级高压供电蓄热，可实现大规模蓄热，作为风力电能、太阳能电能、火电电能的蓄热，为蓄热式发电系统提供热能，提高供电质量和效率，降低用电成本。

Description

超大容量电蓄热系统
技术领域
本实用新型涉及一种由60KV-110KV供电的电蓄热系统，将电能转换成热能蓄存在蓄热体中，本系统适用于风力发电机组蓄热储能、太阳能发电系统蓄热储能、低谷电蓄热储能。本系统的最大蓄热功率为30万千瓦可做为大功率工业热源，也可以做为蓄能电站的热源。
背景技术
   近年来，随着电力工业的快速发展，在国内涌现了越来越多的核电站系统，要求均衡发电，用电低峰期负荷减少，造成大量低谷电的剩余，电力产品的特性是产、供、销同时完成的，因此电能无法有效储存的矛盾就越来越明显，一般情况下，电力系统中电能的平衡主要是靠发电侧机组调峰来完成。调峰机组付出的代价是降低机组利用率，增加助燃用油和费用，还会增加检修工作和费用，降低机组使用寿命等。另外，对于提水电站常规的做法是在建提水电站时，在谷期用抽水系统把地低势能水抽到高处，增加势能储备，在用电高峰期，再通过水轮发电机组，把水的势能转变为电能进行发电，这样必须要有足够高的发电用势能差，通过势能差来积蓄能量，在北方高寒区域，受寒冷气候影响致使水结成冰，无法正常完成提水发电，由于这种提水电站受环境影响的限制，对环境要求较高，电站的利用率不高，因此非常需要从利用低谷电蓄能和发电两方面双管齐下缩小电网的峰谷差值，采用有效的技术手段填谷削峰，解决高峰电力紧缺，低谷降负荷的问题。专利申请技术“低谷电蓄热发电系统”，虽然采用低谷电进行蓄热，并通过利用低谷电蓄能和并网发电两条路并举的方式，解决了用电高峰电力紧缺，低谷降负荷的问题，但是不适合大容量的谷电发电，单台机组1万千瓦时可以采用10KV电压等级加热体和蓄热体组合在一起的蓄热装置，若单台机组达到10万千瓦大功率时，就要采用60KV以上的电压等级供电了，加热体和蓄热体就不能组合在一起了，使加热体和蓄热体分离，是解决大功率电蓄热绝缘问题的途径。
发明内容
本实用新型针对上述现有技术存在的问题而提供一种大容量电蓄热系统，采用电加热和蓄热分离式结构，能够适合60KV-110KV高电压等级，可以充分利用低谷电进行大规模蓄热，解决用电高峰电力紧缺，低谷降负荷的问题，从而可以实现提高发电效率、降低用电成本的目的。
本实用新型的技术方案如下：
一种超大容量电蓄热系统，包括由电加热部分、蓄热部分和控制系统组成，其特征在于：所述的电加热部分的结构是由安装在保温壳体内的由上至下垂直排列的吸热区、对流区、加热区、压力调节区构成，加热区由架设在耐1000度高温绝缘电压在110KV以上的陶瓷绝缘支架上的多条电加热带组成，电加热带可接入60KV-110KV的工作电压，安装在保温壳体内上部的吸热区由金属吸热器及集热体构成，安装在加热区与吸热区之间的为对流区、保温壳体内的下部为压力调节区，蓄热部分是由单台蓄热体构成，或由若干蓄热体并联构成，加热部分通过管道与蓄热部分连通。
所述的吸热区为管式或箱式集热器，集热器内设有导热工质，导热工质为高温高压水或导热油或热空气或采用真空热管结构。
所述的对流区设有加热空气上升通道及吸热降温空气回流通道。
所述的加热区采用电加热带加热空气，多条电加热带之间保持绝缘间隔，形成矩阵结构，热空气通过对流将热能传递给吸热区设置的集热器。
所述的压力调节区根据保温壳体内压力设定值，改变压力调节区的容积，实现压力调节。
本实用新型有益效果是：
本实用新型超大容量电蓄热系统，可以充分利用低谷电蓄热，建造符合大容量要求的加热部分和蓄热部分，建成大规模大容量的蓄热电站系统，使电能转化热能时效率可达95%，在高峰期将低谷期的蓄热能，转换成电能，通过大规模的利用低谷电蓄能和并网发电的方式，有效的解决了用电高峰电力紧缺，低谷降负荷的问题，改善电网运营的经济性，有效地减少电网备用容量，进一步优化电力资源配置，提高了用电效率、降低用电成本。
附图说明
图1 为本实用新型的结构示意图。
图中，1、吸热区，2、对流区，3、加热区，4、压力调节区，5、保温壳体，6、管道，7、蓄热体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细描述本实用新型。
实施例1
本实用新型超大容量电蓄热系统的结构如图1所示，是由电加热部分和蓄热部分构成，其中电加热部分包括吸热区1、对流区2、加热区3、4压力调节区，电加热部分设置在密闭的隔热保温壳体5内，保温壳体5内的空间架设在耐1000度高温绝缘电压在110KV以上的陶瓷绝缘支架上的多条电加热带组成，壳体5的顶部为吸热区1，壳体的中上部为对流区2、壳体的中下部为加热区3、壳体的下部为压力调节区4，蓄热部分可以由单台蓄热体构成，也可以是若干组蓄热体7构成，加热部分通过管道6与蓄热部分连通。
吸热区1采用集热器吸收向上对流的热空气，集热器内可以是高温高压水也可以是导热油或热空气或采用真空热管结构。
对流区2设有热空气通道及回流通道，通道垂直摆放设置，便于热空气上升，靠空气体密度的变化形成自然的对流，设置有效的对流通道使内部保持稳定的热交换状态。
加热区3利用60KV-110KV供电使电加热装置产生热量，空气被加热，向上对流热空气通过集热器把热量传送给蓄热体。
压力调节区4采用压力调节装置，可以根据保温壳体内压力设定值，改变压力调节区的容积，实现保温壳体内的压力调节，内部压力发生变化通过压力调节装置达到系统内部压力平衡。
本装置可安装在城市变电站附近做为大功率工业热源，也可以做为蓄能电站的热源。也可安装在发电厂，做为电厂谷电蓄热体，峰电期将蓄热体内部热量通过管道可以直接送入电厂燃煤锅炉的燃烧室，增加炉内燃烧温度的基值，可以降低用煤消耗。蓄热部分输出的热空气还可以使蒸汽发生器产生蒸汽，并入在线运行的汽轮发电机蒸汽补给系统，达到减少煤耗增加发电能力的目的。

Claims (4)

1.一种超大容量电蓄热系统，包括电加热部分、蓄热部分和控制系统组成，其特征在于：所述的电加热部分是由安装在外保温壳体内由上至下垂直排列的吸热区、对流区、加热区、压力调节区构成，加热区由架设在耐高温陶瓷绝缘支架上的多条电加热带组成，电加热带的工作电压为60KV-110KV，安装在保温壳体内顶部的吸热区由金属吸热器及集热体构成，安装在加热区与吸热区之间的为对流区、保温壳体的下部为压力调节区，蓄热部分是由单台蓄热体构成，或由若干蓄热体并联构成，加热部分通过管道与蓄热部分连通。
2.根据权利要求1所述的超大容量电蓄热系统，其特征在于：所述的吸热区为管式或箱式集热器，集热器内设有导热工质，导热工质为高温高压水或导热油或热空气或采用真空热管结构。
3. 根据权利要求1所述的超大容量电蓄热系统，其特征在于：所述的对流区设有加热空气上升通道及吸热降温空气回流通道。
4. 根据权利要求1所述的超大容量电蓄热系统，其特征在于：所述的加热区采用电加热带加热空气，多条电加热带之间保持绝缘间隔，形成矩阵结构，热空气通过对流将热能传递给吸热区设置的集热器。
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