CN211823997U - 一种分散灌装熔盐的固液相变储能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于能源储存领域，具体涉及一种分散灌装熔盐的固液相变储能装置。其包括保温外壳、储能体、蓄热回路、放热回路，所述储能体设置在保温外壳内，储能体由若干个储能体单元堆砌而成，储能体单元由熔盐盒与分散灌装在熔盐盒内的熔盐组成，蓄热回路、放热回路与若干个储能体单元相贴合。本实用新型采用了高温熔盐固液相变储能技术，储能密度大，储能温度高，从而热电转换效率较高，且不需要熔盐罐，占地面积小，成本低。

Description

一种分散灌装熔盐的固液相变储能装置

技术领域

本实用新型属于能源储存领域，具体涉及一种分散灌装熔盐的固液相变储能装置。

背景技术

电网供电调度的最大难题是调峰。因为白天用电高峰时段与后半夜用低谷时段的用电负荷相差很大，所以高峰时段要多发电，低谷时段要少发电。

我国目前的电力供应主要靠燃煤火电机组发电，而火电机组在运行过程中是不能随意停机的，只能减少机组的输出负荷。由于火电机组的调峰能力非常有限，在低谷时段，即使将机组的输出负荷调到安全运行的最小负荷，整个电网的输出负荷仍将超出用电负荷。这时电网调度系统为了电网安全，就要强制停止部分机组运行。但是，某机组一旦被要求停止运行，则从锅炉产汽系统到蒸汽管路系统、电气控制系统都将进入非正常状态。而且机组经常停止运行，对设备的使用寿命会带来一定的影响。

为了保障电网安全及燃煤火电机组的正常运行，采用储能方法是最好的调峰手段，即把后半夜用电低谷时段电网上多余的电能转换成其他形式的能量储存起来，到了白天用电高峰时段再把储存的能量转换成电能送到电网，达到调峰填谷的目的。这是一举多得的做法，既解决了用电低谷时段电网上多余电能的消纳问题，又可以在不增加火电机组锅炉产汽能力的情况下，在用电高峰时段增加机组的输出负荷。为此，国家制定了一系列相关的政策，将储能技术作为一个产业来对待，明确了储能产业的发展目标，确立了储能在电力系统中的重要地位。

另外，随着非水力可再生能源发电(太阳能光伏发电、风力发电)的快速发展，这类输出负荷不稳定的电能，在多数情况下电网无法及时消纳，只能作为弃电而造成浪费。如采用储能转换，是消纳这类弃电的最好方法。

虽然现在的储能方式有很多种，但根据现有的技术水平，目前只有抽水蓄能与热能储能可以作为电力系统的调峰储能，其他几种储能方式目前还不足于承担起电力系统调峰储能的重任。

抽水蓄能是能量转化效率最高的储能方式，但建造抽水蓄能电站受到自然条件的制约，需要有可以建造上水库、下水库的自然条件，而且投资很大，对周围环境的影响也很大。

相对而言，热能储能比较方便，虽然热能储能的热电转换效率没有抽水蓄能转换效率高，但热能储能不受自然条件的限制。而且随着太阳能光热发电行业的发展，也需要高效的热能储能技术给予支撑。

热能储能就是储存热能，故又称储热。

当热能储能作为电力系统的调峰储能时，为了提高热电转换效率，需要储存高品位的热能。储存的热能温度越高，则热能的品位就越高，其热电转换效率也就越高。

热能储能分为显热储能和相变潜热储能(简称相变储能)。显热储能通过储能材料的温度变化进行蓄储热能(蓄热)及释放热能(放热)，所以储能材料的温度是一直在变化的。根据储能材料的不同状态，显热储能有固体显热储能和液体显热储能。相变储能通过储能材料的相的变化产生的热效应(即潜热)进行蓄储热能(蓄热)及释放热能(放热)，相变前后储能材料的温度基本保持不变。根据物质不同的相之间的变化有固—固相变、固—液相变、液—气相变，虽然物质的液—气相变储能密度非常大，但物质在液—气相变前后的体积相差悬殊，而且高温下气体的压力(物质的蒸汽压)很高，这给工程应用带来了极大的困难，而固—固相变一般用于低温储能，且常用的固—固相变储能材料的储能密度不是太大，故很少采用，所以用于储能的相变，主要是固—液相变。

大多数常见的无机盐，都具有较好的热物理性能，且质量密度比较大、来源广泛、价格适宜，适合于作为热能储能的材料。如各种硝酸盐，其熔点比较低，属于低熔点熔盐，特点是液态的硝酸盐流动性好、适用的温度范围比较大，适合于作为液态显热储能的材料。而氟化盐、氯化盐、碳酸盐、硫酸盐等无机盐，其熔点比较高，统称为高温熔盐，特点是这类盐的固—液相变潜热大，适合于作为高温固—液相变储能的材料。

采用液态盐(即熔盐)作为储能材料的显热储能技术，已经在太阳能光热发电项目中的储能装置上得到了广泛应用，先将太阳能转换成热能储存起来，然后将储存的热能转换成电能输送到电网。太阳能光热发电项目上目前所用的熔盐为低熔点的硝酸钾—硝酸钠混合盐。这种液态混合盐显热储能技术，也有在电力系统的调峰储能项目上开展应用的，但应用规模较小。

采用液态熔盐显热储能，需要热盐罐和冷盐罐两个熔盐罐，分别盛装蓄热后温度高的熔盐和放热后温度低的熔盐，但由于液态熔盐的比热容相对较小，在允许的操作温度范围内，熔盐的储能密度较小，所以满足一定储能规模所需的熔盐量就多，因而两个熔盐罐的容积就要大，故熔盐罐的占地面积就大。

采用熔盐显热储能，不但熔盐的使用温度远高于熔盐的熔点，而且还要有一定的温度变化幅度才能实现蓄热和放热，所以熔盐的温度是一直在变化的。对于硝酸钾—硝酸钠混合盐，其最高允许使用温度为565℃，超过该温度时，其化学稳定性就会降低，容易分解变质，缩短使用寿命。所以采用硝酸钾—硝酸钠混合盐储能，由于储能温度不太高，储存的热能品位较低，热电转换效率仅为35％左右，其余的大部分热能在转换过程中成为无用热量损失了。

随着太阳能光热发电技术的不断发展，所配套的储能装置规模越来越大，因此熔盐罐的容积也越来越大。但是，大型熔盐罐对地基及基础的要求很高，特别是基础的不均匀沉降量不能太大，否则会导致熔盐罐底部结构损坏，引起大量具有一定温度的熔盐涌到罐外的后果，造成重大事故。

由上可知，采用低熔点的硝酸钾—硝酸钠混合盐液态显热储能，并不适合于电力系统的大规模调峰储能。

采用氟化盐、氯化盐、碳酸盐、硫酸盐等熔点较高的高温熔盐，进行高温固—液相变储能，用于电力系统大规模的调峰储能，可以提高储能温度，从而提高热电转换效率，减少热电转换过程中的热能损失，而且熔盐的相变储能密度大，与硝酸盐液态显热储能相比，在同样储能规模的条件下，可以减少熔盐的用量，从而减少了熔盐罐的容积，而且只需一个熔盐罐，可以减少占地面积。

注：在热能储能领域，“熔盐”是一个术语，不论是低温时固态的盐，还是加热融化后液态的盐，都称为“熔盐”。所以，氟化盐、氯化盐、碳酸盐、硫酸盐等熔点较高的无机盐都称为“高温熔盐”。

但是，上述高温熔盐的物理特性是：固—液相变时的体积变化很大，且液态熔盐的导热性差。熔盐凝固时较大的体积变化率增大了凝固后熔盐体内的空穴，影响了蓄热、放热速率，也降低了蓄热、放热过程的动态性能，同时增加了储能装置的设计难度。所以，虽然熔盐固—液相变储能密度很大，但要用于工程实际，蓄热和放热方法还难于解决，所以目前还没有工程实际应用的实例。

另外，液态的高温熔盐对目前常用金属材料的腐蚀性较严重，所以，盛装高温熔盐的大型熔盐罐，对罐体材料的要求很高，不但要耐腐蚀，还要求在高温下具有相应的强度，因此高温熔盐罐要用耐高温、耐腐蚀的金属板材制造。但是，用于生产该金属板材的材料目前还只是在研究试验阶段，选用的试验材料大多是采用难熔有色金属为合金的材料，价格昂贵，离工程实际应用水平的差距还很大。所以目前实际上还没有能用于制造大型高温熔盐罐的工程材料(金属板材)可以采用。

针对上述情况，研究人员提出了复合结构的高温熔盐相变储能材料及胶囊微封装高温熔盐相变储能材料，并进行了试验，方法是把高温熔盐与其他固体颗粒混合在一起并压紧烧结，使熔盐吸附在固体颗粒的空隙内，或者在固体熔盐颗粒外表面涂覆一层结实致密的外壳，制成类似于胶囊的结构形式。这两种结构只能解决高温熔盐的封装问题，而且制成的复合结构相变储能材料中的熔盐含量较少，所以这种材料的储能密度也比较小。

上述复合结构的高温熔盐相变储能材料，目前也仅在试验阶段，而且即使试验效果达到预期目的，但这种储能材料的蓄热和放热方法也不容易解决。

由上可知，在电力系统以调峰为目的所需的大规模储能装置中，如采用高温熔盐相变储能技术，虽然具有储能温度高，从而热电转换效率较高，可以减少熔盐用量，且可以减少热能损失，而且只需一个熔盐罐，占地面积小等优点，但由于目前制造大型高温熔盐罐所需的耐高温、耐腐蚀金属板材无法解决，且高温熔盐固—液相变时存在体积变化大、液态熔盐的导热性差的特点，使得高温熔盐蓄热和放热方法难以解决，所以高温熔盐固—液相变储能技术目前在应用方面尚未成熟，而无法在实际中得到应用。

综上可知，现有的采用熔盐为储能材料的热能储能技术，应用于电力系统的大规模调峰储能时，存在以下不足：

1、采用低熔点的硝酸钾—硝酸钠混合盐液态显热储能，由于受到熔盐的最高允许温度限制，储能温度不能太高，致使热电转换效率较低，导致大部分热能在热电转换过程中成为无用热量损失了，而且整个储能系统需要热盐罐和冷盐罐两个大型熔盐罐，还由于熔盐显热储能的储能密度较低，所以熔盐用量大，不但熔盐罐的容积很大，熔盐罐的造价高，占地面积大，而且熔盐的购置费用大，因此，整个系统基础建设的投资很高。另外，大型熔盐罐对地基和基础的要求很高，如果基础的不均匀沉降量过大，将会导致熔盐罐损坏，造成重大事故。

2、如果采用高温熔盐固—液相变储能，虽然具有储能温度高，从而热电转换效率较高、可以减少熔盐用量、而且只需要一个熔盐罐、占地面积小、投资少等优点，但是，由于目前用于制造高温熔盐罐所需的耐高温、耐腐蚀的金属板材无法解决，且高温熔盐存在固—液相变储能时体积变化大，液态熔盐的导热性差等特点，使得高温熔盐的蓄热和放热方法难以解决，所以高温熔盐固—液相变储能技术目前在应用方面尚未成熟而无法在工程实际中应用。即使将高温熔盐制成复合结构的储能材料，也由于其储能密度小，且蓄热和放热方法不容易解决，所以目前也无法在工程实际中应用。

为了满足电力系统大规模调峰储能的需要，现在国家已经将相变储能技术列入“产业前瞻与关键核心技术”进行攻关。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种采用熔盐固液相变储能且储能温度高，从而热电转换效率较高、储能密度大、蓄热和放热方法简单、且不需要采用耐高温、耐腐蚀的金属板材制造的熔盐罐、占地面积小、成本低的分散灌装熔盐的固液相变储能装置，以克服现有技术的不足。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种分散灌装熔盐的固液相变储能装置，包括保温外壳、储能体、蓄热回路、放热回路，所述储能体设置在保温外壳内，所述储能体由若干个储能体单元堆砌而成，所述储能体单元由熔盐盒与分散灌装在所述熔盐盒内的熔盐组成，所述蓄热回路和所述放热回路与若干个所述储能体单元相贴合。

在上述技术方案中，所述蓄热回路为与若干个所述储能体单元相贴合的电加热回路，所述电加热回路中的加热工质为电流。

在上述技术方案中，所述蓄热回路为与若干个所述储能体单元相贴合的加热管路，所述加热管路中的加热工质为液体，或气体，或固体颗粒。

在上述技术方案中，所述放热回路为与若干个所述储能体单元相贴合的释热管路，所述释热管路中的释热工质为液体，或气体，或固体颗粒。

在上述技术方案中，若干个所述储能体单元堆砌后相互之间的空隙内采用松散的固体物料填充。

在上述技术方案中，所述加热管路或所述释热管路与若干个所述储能体单元之间采用能导热的填充物填充在两者之间接触处的间隙内使两者相贴合。

在上述技术方案中，所述蓄热回路为若干个所述储能体单元堆砌后相互之间留出的供气体流动的加热通道，所述加热通道中的加热工质为气体，所述保温外壳上具有加热气体进口和加热气体出口。

在上述技术方案中，所述放热回路为若干个所述储能体单元堆砌后相互之间留出的供气体流动的释热通道，所述释热通道中的释热工质为气体，所述保温外壳上具有释热气体进口和释热气体出口。

在上述技术方案中，分散灌装在所述熔盐盒内的所述熔盐为氟化盐、氯化盐、碳酸盐、硫酸盐中的一种单一成分的盐，或者是它们中的两种或者两种以上成分的混合盐。

本实用新型的一种分散灌装熔盐的固液相变储能装置所具有的有益效果是：

(1)本实用新型为电力系统大规模调峰储能提供了一种新型的热能储能装置，这种热能储能装置采用了高温熔盐固—液相变储能技术，将高温熔盐分散灌装在若干个熔盐盒内组成储能体单元，并将若干个储能体单元堆砌在保温外壳内组成储能体，不需要采用耐高温、耐腐蚀的金属板材制造的熔盐罐，也不需要将高温熔盐制成复合结构的储能材料，而且蓄热、放热方法简单，使得高温熔盐固液相变储能技术能够方便在工程实际中得到应用。

(2)本实用新型与现有的硝酸钾—硝酸钠混合盐液态显热储能相比，其储能温度高，从而热电转换效率较高，减少了热电转换过程中热能的损失，储能密度大，且取消了热盐罐和冷盐罐两个熔盐罐，占地面积小，成本低。

附图说明

图1是本实用新型的一种分散灌装熔盐的固液相变储能装置的示意图；

图2是本实用新型的一种分散灌装熔盐的固液相变储能装置的示意图，图中的蓄热回路为电加热回路，放热回路为释热管路；

图3是本实用新型的一种分散灌装熔盐的固液相变储能装置的示意图，图中的蓄热回路为加热管路，放热回路为释热管路；

图4是本实用新型的一种分散灌装熔盐的固液相变储能装置的俯视示意图，图中的蓄热回路为若干个储能体单元相互之间留出的供气体流动的加热通道，保温外壳上具有加热气体进口和加热气体出口，放热回路为释热管路；

图5是本实用新型的一种分散灌装熔盐的固液相变储能装置的俯视示意图，图中的蓄热回路为电加热回路，放热回路为若干个储能体单元相互之间留出的供气体流动的释热通道；

图6是本实用新型的一种分散灌装熔盐的固液相变储能装置的俯视示意图，图中的蓄热回路为加热管路，放热回路为若干个储能体单元相互之间留出的供气体流动的释热通道；

图7是储能体单元的示意图。

其中，1.保温外壳；2.储能体；3.蓄热回路；4.放热回路；5.电加热回路；6.释热管路；7.加热管路；8.加热通道；9.加热气体进口；10.加热气体出口；11.释热通道；12.释热气体进口；13.释热气体出口；2-1.储能体单元；2-1-1.熔盐盒；2-1-2.熔盐；2-1-3.凹槽；2-1-4.通孔；2-1-5.熔盐灌装口；2-1-6.盖子。

具体实施方式

以下结合附图以及给出的实施例，对本实用新型作进一步的说明。

如图1、2、3、4、5、6、7所示，一种分散灌装熔盐的固液相变储能装置，包括保温外壳1、储能体2、蓄热回路3、放热回路4。储能体2设置在保温外壳1内，储能体2由若干个储能体单元2-1堆砌而成，储能体单元2-1由熔盐盒2-1-1与分散灌装在熔盐盒2-1-1内的熔盐2-1-2组成，蓄热回路3和放热回路4与若干个储能体单元2-1相贴合，贴合的目的是为了蓄热回路3中的加热工质和放热回路4中的释热工质与储能体单元2-1之间进行热能传递。

如图2所示，蓄热回路3为电加热回路5，电加热回路5与储能体单元2-1相贴合的部分为电热元件(如电阻发热体、电热辐射发热体、电感应发热体)，电加热回路5中的加热工质为电流。放热回路4为释热管路6，释热管路6中的释热工质为液体，或气体，或固体颗粒。

图2所示的储能装置用于将电能作为蓄热能源，并需要高温热源的场合。在蓄热时，在电加热回路5中通入电流，电流流过电热元件时，电能转换为热能(热量)，电热元件发热温度升高，将熔盐盒2-1-1中的熔盐2-1-2加热，当熔盐2-1-2的温度高于它的熔点时，熔盐2-1-2由固态逐渐融化为液态(即发生固液相变)，储能装置进行蓄热(蓄储热能)，熔盐2-1-2融化后停止加热。储能体单元2-1设置在保温外壳1内，可以减少热能损耗。蓄热后的储能装置在放热时，将温度较低的释热工质(液体，或气体，或固体颗粒)采用输送机械(分别为泵、压缩机或气流输送装置)从释热管路6中流过，因为释热管路6与储能体单元2-1相贴合，储能体单元2-1中的熔盐2-1-2将蓄储的热能传递给释热管路6中的释热工质，释热工质吸收热能后温度升高。把吸收热能后的释热工质通入热电转换机组(如蒸汽发生器与汽轮机组，或其他热机发电机组)，将释热工质吸收的热能转换成电能，也可以将吸收热能后的释热工质通入需要热能的加热装置用于直接加热其他物品。在输送机械的驱动下，从热电转换机组或加热装置出来的温度已经降低的释热工质，回到释热管路6进行循环，继续吸收热能，然后再进入热电转换机组或加热装置。熔盐盒2-1-1中的熔盐2-1-2放出热能后逐渐凝固为固态(即发生液固相变)，储能装置进行放热(释放热能)，熔盐2-1-2凝固后停止放热。

如图3所示，蓄热回路3为加热管路7，加热管路中的加热工质为液体，或气体，或固体颗粒，放热回路4为释热管路6，释热管路6中的释热工质为液体，或气体，或固体颗粒。

图3所示的储能装置用于将直接热源所含的热能作为蓄热能源，并需要高温热源的场合。在蓄热时，将被直接热源加热后的温度高于熔盐2-1-2熔点的加热工质(液体，或气体，或固体颗粒)通入加热管路7，加热工质将热能传递给储能体单元2-1，储能体单元2-1中的熔盐2-1-2吸收热能后温度升高，当熔盐2-1-2的温度高于它的熔点时，熔盐2-1-2由固态逐渐融化为液态(即发生固液相变)，储能装置进行蓄热(蓄储热能)，采用输送机械(分别为泵、压缩机、气流输送装置)，使从加热管路7出来的温度已经降低的加热工质，再送去被直接热源加热，然后再进入加热管路7进行循环，继续加热熔盐，熔盐2-1-2融化后停止加热。蓄热后的储能装置在放热时，采用图2所示储能装置中同样的放热方法，将温度较低的释热工质(液体，气体，固体颗粒)采用输送机械(分别为泵、或压缩机、或气流输送装置)从释热管路6中流过，进行放热(释放热能)，熔盐2-1-2凝固后停止放热。

如图4所示，蓄热回路3为若干个储能体单元2-1堆砌后相互之间留出的供气体流动的加热通道8，加热通道8中的加热工质为气体，保温外壳1上具有加热气体进口9和加热气体出口10，放热回路4为释热管路6，释热管路6中的释热工质为液体，或气体，或固体颗粒。

图4所示的储能装置用于将温度高于熔盐2-1-2熔点的常压或微压气体所含的热能作为蓄热能源，并需要高温热源的场合。在蓄热时，将温度高于熔盐2-1-2熔点的加热工质(即常压或微压气体)从加热气体进口9进入加热通道8，加热工质在加热通道8内向加热气体出口10处流动，加热工质在加热通道8内流动时与储能体单元2-1接触，将热能传递给储能体单元2-1，储能体单元2-1中的熔盐2-1-2吸收热能后温度升高，当熔盐2-1-2的温度高于它的熔点时，熔盐2-1-2由固态逐渐融化为液态(即发生固液相变)，储能装置进行蓄热(蓄储热能)，进入加热通道8内的加热工质，可以采用风机驱动或其他驱动方式使加热工质在加热通道8内流动，熔盐2-1-2融化后停止加热。蓄热后的储能装置在放热时，采用图2所示储能装置中同样的放热方法，将温度较低的释热工质(液体，或气体，或固体颗粒)采用输送机械(分别为泵、压缩机、气流输送装置)从释热管路6中流过，进行放热(释放热能)，熔盐2-1-2凝固后停止放热。

如图5所示，蓄热回路3为电加热回路5，电加热回路5与储能体单元2-1相贴合的部分为电热元件(如电阻发热体、电热辐射发热体、电感应发热体)，电加热回路5中的加热工质为电流。放热回路4为若干个储能体单元2-1堆砌后相互之间留出的供气体流动的释热通道11，释热通道11中的释热工质为气体，保温外壳1上具有释热气体进口12和释热气体出口13。

图5所示的储能装置用于将电能作为蓄热能源，并需要采用高温气体作为热源的场合。在蓄热时，采用图2所示储能装置中同样的蓄热方法，在电加热回路5中通入电流，电能转换为热能(热量)，将熔盐盒2-1-1中的熔盐2-1-2加热，当熔盐2-1-2的温度高于它的熔点时，熔盐2-1-2由固态逐渐融化为液态(即发生固液相变)，储能装置进行蓄热(蓄储热能)，熔盐2-1-2融化后停止加热。蓄热后的储能装置在放热时，将温度较低的释热工质(即常压或微压气体)从释热气体进口12进入释热通道11，释热工质在释热通道11内向释热气体出口13处流动，释热工质在释热通道11内流动时与储能体单元2-1接触，储能体单元2-1中的熔盐2-1-2将蓄储的热能传递给释热工质，释热工质吸收热能后温度升高，把吸收热能后的释热工质通入需要采用高温气体作为热源的装置用于加热其他物品。进入释热通道11内的释热工质，可以采用风机驱动或其他驱动方式使释热工质在释热通道11内流动，进行放热(释放热能)，熔盐2-1-2凝固后停止放热。

如图6所示，蓄热回路3为加热管路7，加热管路7中的加热工质为液体，或气体，或固体颗粒，放热回路4为若干个储能体单元2-1堆砌后相互之间留出的供气体流动的释热通道11，释热通道11中的释热工质为气体，保温外壳1上具有释热气体进口12和释热气体出口13。

图6所示的储能装置用于将直接热源所含热能作为蓄热能源，并需要采用高温气体作为热源的场合。在蓄热时，采用图3所示储能装置中同样的蓄热方法，将被直接热源加热后的温度高于熔盐2-1-2熔点的加热工质(液体，或气体，或固体颗粒)通入加热管路7，加热储能体单元2-1中的熔盐2-1-2，当熔盐2-1-2的温度高于它的熔点时，熔盐2-1-2由固态逐渐融化为液态(即发生固液相变)，储能装置进行蓄热(蓄储热能)，采用输送机械(分别为泵、压缩机、气流输送装置)，使从加热管路7出来的温度已经降低的加热工质，再送去被直接热源加热，然后再进入加热管路7进行循环，继续加热熔盐，熔盐2-1-2融化后停止加热。蓄热后的储能装置在放热时，采用图5所示储能装置中同样的放热方法，将温度较低的释热工质(即常压或微压气体)从释热气体进口12进入释热通道11，释热工质在释热通道11内向释热气体出口13处流动，储能体单元2-1中的熔盐2-1-2将蓄储的热能传递给释热工质，把吸收热能后的释热工质通入需要采用高温气体作为热源的装置用于加热其他物品。进入释热通道11内的释热工质，可以采用风机驱动或其他驱动方式使释热工质在释热通道11内流动，进行放热(释放热能)，熔盐2-1-2凝固后停止放热。

如图7所示，储能体单元2-1由熔盐盒2-1-1与分散灌装在熔盐盒2-1-1内的熔盐2-1-2组成，熔盐盒2-1-1的材料为能导热的金属材料或非金属材料，所述金属材料为铁或者铁、碳、硅、铝、锰、铬、镍、钼、钒、钴几种元素中的两种或两种以上元素组成的合金，如采用金属材料，可以在内壁设置一层非金属薄膜涂层，使金属材料不与熔盐直接接触，避免高温下熔盐对金属材料的腐蚀。为了使储能体单元2-1与图2、3、4、6中的加热管路7及释热管路6相贴合，可以根据加热管路7及释热管路6的断面形状和尺寸，在熔盐盒2-1-1的外壁上留出若干个凹槽2-1-3，将加热管路7及释热管路6嵌在凹槽2-1-3内，或者在熔盐盒2-1-1的下部留出若干个通孔2-1-4，将加热管路7及释热管路6从通孔2-1-4中穿过。熔盐盒2-1-1的外壁上也可以既有凹槽2-1-3，又有通孔2-1-4。凹槽2-1-3与通孔2-1-4的方向，根据加热管路7及释热管路6中不同的加热工质及释热工质，既可以水平布置，也可以垂直布置，或者交叉布置，以便获得更好的传热效果。

对于图2、5中的电加热回路5，将电热元件与熔盐盒2-1-1的外壁贴合即可传递热能。对于图4中的加热通道8及图5、6中的释热通道11，即为由储能体单元2-1堆砌后相互之间留出的供气体流动的空间，所以加热工质或释热工质在加热通道8或释热通道11内流动时，加热工质或释热工质直接与储能体单元2-1接触而传递热能。

熔盐盒2-1-1的上部有熔盐灌装口2-1-5，往熔盐盒2-1-1内灌装熔盐2-1-2时，不应灌装满，应留出一定的空间，以免固态熔盐在加热融化后体积增大而溢出熔盐盒。熔盐灌装口2-1-5上也可以设置一个盖子2-1-6，熔盐盒2-1-1内灌装熔盐2-1-2后，熔盐灌装口2-1-5用盖子2-1-6盖住。

本实用新型的储能装置将熔盐2-1-2分散灌装在若干个熔盐盒2-1-1内，即使液态熔盐的导热性较差，且液态熔盐在凝固时体积收缩使凝固后熔盐体内产生一些空穴，但因为每个熔盐盒2-1-1内的熔盐量不是很多，上述现象不太明显，而且相变前后的固态熔盐及液态熔盐始终与熔盐盒2-1-1内壁接触，熔盐2-1-2与熔盐盒2-1-1两者之间的热阻较小，所以对热能传递的影响很小。

图2、3、4、6中加热管路7中的加热工质及释热管路6中的释热工质，所采用的液体：可以是熔融的液态金属(如钠、钾、钠钾合金，或铅、锡、铋、锑中的两种或两种以上组成的合金)，或熔点低于加热过程、释热过程中最低工作温度的无机盐；所采用的气体：二氧化碳、氮气、甲烷、惰性气体，或它们中的两种或两种以上的混合气，或者是化工生产过程中的高温工艺气；所采用的固体颗粒的材料：碳化硅、石墨、氧化镁、氧化铝、二氧化硅、陶瓷颗粒，或它们中的两种或两种以上的混合物，固体颗粒的粒度在0.01μm～1000μm范围内，具有较好的传热性能和气流输送特性。

图4中加热通道8中的加热工质：工业炉排出的高温烟气、燃烧器出来的高温气体，或者是工业过程放出的常压(或微压)的高温尾气。

图5、6中释热通道11中的释热工质：空气、氮气、二氧化碳，或者是工业生产过程中需要加热的常压(或微压)的工艺气。

图3中的加热管路7及释热管路6，也可以为同一组管路，蓄热时作为加热管路7，管路中通入加热工质，放热时作为释热管路6，管路中通入释热工质。

图4中的加热通道8及图5、6中的释热通道11，也可以为同一组通道设置在一套储能装置中，蓄热时作为加热通道8，通道中通入加热工质，放热时作为释热通道11，通道中通入释热工质。

本实用新型的蓄热回路3，可以既有电加热回路5，又有加热管路7，又有加热通道8，可以采用多种加热方式进行蓄热；本实用新型的放热回路4，可以既有释热管路6，又有释热通道11，可以采用多种释热方式进行放热。

分散灌装在熔盐盒2-1-1内的熔盐2-1-2，为氟化盐、氯化盐、碳酸盐、硫酸盐中的一种单一成分的盐，或者是它们中的两种或者两种以上成分的混合盐，其中也可以含有部分金属氧化物或氢氧化物，每种成分的盐，熔点及相变潜热各不相同，而且两种或者两种以上成分的混合盐，其熔点可以调节，可以根据储能需要选用相应成分的盐作为储能材料。

图2、3、4、6中的加热管路7或释热管路6与若干个储能体单元2-1之间相贴合的方式，是两者之间直接接触，或者采用能导热的填充物填充在两者之间接触处的间隙内使两者相贴合。

图2、3中若干个储能体单元2-1堆砌后相互之间(包括储能体单元2-1与保温外壳1之间)必然存在一定的空隙，为了减少空隙中的空气在高温下与外界呼吸对流引起的热能损耗，可以采用松散的固体物料将空隙填充。

图7所示的储能体单元2-1中的熔盐2-1-2，在蓄热过程及放热过程中，根据蓄热量及放热量的需要，可以全部相变，也可以部分相变。

本实用新型除了用于电力系统的调峰储能外，也可以用于太阳能光热发电项目中的热能储能，或其他热能发电项目中的热能储能，也可以作为其他需要热源的项目中的储能，或工业过程中的高温余热回收储能，还可以作为集中供热系统的储能热源。

另外，出于安全方面的考虑，目前我国运行中的核电机组均不承担电网的调峰任务，但由于核电机组的装机容量都很大，为了保证电网的安全可靠性，已有部分有条件的地区，核电站采用“核蓄一体化”运行方式，即配套建设相应的抽水蓄能电站，为核电机组承担调峰任务。本实用新型也可以作为使核电机组不调峰运行的辅助储能。

Claims (8)

1.一种分散灌装熔盐的固液相变储能装置，其特征在于：所述装置，包括保温外壳、储能体、蓄热回路、放热回路，所述储能体设置在保温外壳内，所述储能体由若干个储能体单元堆砌而成，所述储能体单元由熔盐盒与分散灌装在所述熔盐盒内的熔盐组成，所述蓄热回路和所述放热回路与若干个所述储能体单元相贴合。

2.如权利要求1所述的一种分散灌装熔盐的固液相变储能装置，其特征在于：所述蓄热回路为与若干个所述储能体单元相贴合的电加热回路，所述电加热回路中的加热工质为电流；或所述蓄热回路为与若干个所述储能体单元相贴合的加热管路，所述加热管路中的加热工质为液体，或气体，或固体颗粒；或所述蓄热回路为若干个所述储能体单元堆砌后相互之间留出的供气体流动的加热通道，所述加热通道中的加热工质为气体，所述保温外壳上具有加热气体进口和加热气体出口。

3.如权利要求1所述的一种分散灌装熔盐的固液相变储能装置，其特征在于：所述放热回路为与若干个所述储能体单元相贴合的释热管路，所述释热管路中的释热工质为液体，或气体，或固体颗粒；或所述放热回路为若干个所述储能体单元堆砌后相互之间留出的供气体流动的释热通道，所述释热通道中的释热工质为气体，所述保温外壳上具有释热气体进口和释热气体出口。

4.如权利要求1所述的一种分散灌装熔盐的固液相变储能装置，其特征在于：若干个所述储能体单元堆砌后相互之间的空隙内采用松散的固体物料填充。

5.如权利要求2所述的一种分散灌装熔盐的固液相变储能装置，其特征在于：所述加热管路与若干个所述储能体单元之间采用能导热的填充物填充在两者之间接触处的间隙内使两者相贴合。

6.如权利要求3所述的一种分散灌装熔盐的固液相变储能装置，其特征在于：所述释热管路与若干个所述储能体单元之间采用能导热的填充物填充在两者之间接触处的间隙内使两者相贴合。

7.如权利要求1所述的一种分散灌装熔盐的固液相变储能装置，其特征在于：所述蓄热回路为与若干个所述储能体单元相贴合的加热管路，所述加热管路中的加热工质为液体，或气体，或固体颗粒和/或所述放热回路为与若干个所述储能体单元相贴合的释热管路，所述释热管路中的释热工质为液体，或气体，或固体颗粒；加热管路及释热管路，为两组管路，或为同一组管路；当为同一组管路时，蓄热时作为加热管路，管路中通入加热工质，放热时作为释热管路，管路中通入释热工质；为了使储能体单元与加热管路及释热管路相贴合，根据加热管路及释热管路的断面形状和尺寸，在熔盐盒的外壁上留出若干个凹槽，将加热管路及释热管路嵌在凹槽内，或者在熔盐盒的下部留出若干个通孔，将加热管路及释热管路通孔中穿过；或者熔盐盒的外壁上既有凹槽，又有通孔；凹槽与通孔的方向，根据加热管路及释热管路中不同的加热工质及释热工质，水平布置，或垂直布置，或者交叉布置，以便获得更好的传热效果。

8.如权利要求1所述的一种分散灌装熔盐的固液相变储能装置，其特征在于：所述蓄热回路为若干个所述储能体单元堆砌后相互之间留出的供气体流动的加热通道，所述加热通道中的加热工质为气体，所述保温外壳上具有加热气体进口和加热气体出口；所述放热回路为若干个所述储能体单元堆砌后相互之间留出的供气体流动的释热通道，所述释热通道中的释热工质为气体，所述保温外壳上具有释热气体进口和释热气体出口；加热通道和释热通道，为同一组通道设置在一套储能装置中，蓄热时作为加热通道，通道中通入加热工质，放热时作为释热通道，通道中通入释热工质。

Images