CN220472405U - 一种带化盐功能的模块化分布式双罐高温熔盐热储能系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及分布式电加热熔盐热储能领域，特别是涉及一种带化盐功能的模块化分布式双罐高温熔盐热储能系统，包括冷熔盐罐1和热熔盐罐10，所述冷熔盐罐1内设置第一内置式电加热器2，所述热熔盐罐2内设置第二内置式电加热器11，所述冷熔盐罐1与所述热熔盐罐10之间设置有外置式电加热器8和换热器9；所述外置式电加热器8输入端通过管道与下端插入在冷熔盐罐1内的冷熔盐泵5连接，输出端通过管道连接热熔盐罐10；所述换热器9输入端与下端插入在热熔盐罐10内的热熔盐泵14相连，输出端通过管道连接冷熔盐罐1。通过储热与化盐双工况耦合设计和多个设备的高效集成实现减少系统占地面积、提升系统设备的运输和组装效率、降低系统的初始投资成本等效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及分布式电加热熔盐热储能领域，特别是涉及一种带化盐功能的模块化分布式双罐高温熔盐热储能系统。
背景技术
目前分布式电加热储热系统的技术路线的储热系统主要包括大规模电加热熔盐储热系统、电加热固体储热系统、低熔点盐电加热分布式熔盐储热系统等。大规模(千兆瓦时)电加热熔盐储热系统：采用立式罐现场拼接技术，小型化后系统单位成本过高、系统灵活性低，不宜将该技术通过缩小规模直接迁移应用在电加热分布式中高温储热领域。电加热固体储热系统：固体蓄热材料自身热导率低，存在局部热量堆积的问题，在运行一段时间后容易出现开裂、坍塌等现象；电加热元件寿命短；由于采用单体储热/释热技术，放热过程中温度持续变化，导致释热功率稳定性难以控制。这些问题限制了电加热固体储热技术在分布式储热领域的应用。低熔点盐电加热分布式熔盐储热系统：低熔点盐的长期稳定性尚未得到实践证明。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：(1)系统设备布置分散、集成度低，占地较大，不便于模块化组装与使用；(2)熔盐储罐只具备存储熔盐的功能，前期罐体预热与化盐需要使用额外的设备，投资费用高。
为解决上述问题，本实用新型提供一种带化盐功能的模块化分布式双罐高温熔盐热储能系统。
本实用新型提供一种带化盐功能的模块化分布式双罐高温熔盐热储能系统，包括冷熔盐罐和热熔盐罐，所述冷熔盐罐内设置第一内置式电加热器，所述热熔盐罐内设置第二内置式电加热器，所述冷熔盐罐与所述热熔盐罐之间设置有外置式电加热器和换热器；
所述外置式电加热器输入端通过管道与下端插入在冷熔盐罐内的冷熔盐泵连接，输出端通过管道连接热熔盐罐；
所述换热器输入端与下端插入在热熔盐罐内的热熔盐泵相连，输出端通过管道连接冷熔盐罐。
优选地，所述冷熔盐罐内设置第一分配环，所述第一分配环连接换热器的输出端；所述热熔盐罐内设置第二分配环，所述第二分配环连接所述外置式电加热器的输出端。
优选地，所述第一分配环和所述第二分配环用于形成高温射流。
优选地，所述冷熔盐泵为熔盐在管道中的流动提供动力，可将冷熔盐泵入外置式电加热器进行加热；所述热熔盐泵为熔盐在管道中的流动提供动力，将热熔盐泵入换热器进行放热。
优选地，所述第一内置式电加热器位于冷熔盐罐靠近第一分配环一端接近底部的位置，所述第二内置式电加热器位于热熔盐罐靠近第二分配环一端接近底部的位置，所述第一内置式电加热器和第二内置式电加热器分别用于对冷熔盐罐和热熔盐罐内的熔盐进行加热。
优选地，所述冷熔盐罐内设置第一搅拌器，所述第一搅拌器位于所述第一分配环与冷熔盐泵之间；所述热熔盐罐内设置有第二搅拌器，所述第二搅拌器设置在所述第二分配环与热熔盐泵之间。
优选地，所述冷熔盐罐罐壁外侧设置有第一电伴热，所述第一电伴热外部包裹第一保温层；所述热熔盐罐罐壁外侧设置有第二电伴热，所述第二电伴热外部包裹第二保温层。
优选地，所述外置式电加热器可有效利用谷电或新能源的弃电，将电能转化为热能存储于热熔盐罐中。
优选地，所述换热器通过换热介质将热熔盐罐中的热量释放出来，供给用户使用。
本实用新型的有益效果在于：一种带化盐功能的模块化分布式双罐高温熔盐热储能系统通过储热与化盐双工况耦合设计和多个设备(熔盐泵、搅拌器、分配环、电伴热、保温、内置电加热器、外置电加热器、换热器)的高效集成，具有下列有益效果：
(1)采用储罐和其他设备集成设计减少整个系统的占地面积；通过模块化设计提升系统设备的运输和组装效率；系统在具备储热功能的同时还兼具了熔盐储能系统初始化盐及罐体预热的功能，大幅度降低了系统的初始投资成本。
(2)输出高品质稳定热源，灵活解决用户用能问题：带化盐功能的模块化分布式双罐高温熔盐热储能系统中熔盐温度可高达600℃，可以根据用户需求灵活输出各种高品质稳定热源，解决用户绿色用能问题，缓解企业碳指标压力。
(3)辅助解决电网峰谷差、新能源就地消纳问题：带化盐功能的模块化分布式双罐高温熔盐热储能系统通过利用低谷电或新能源弃电进行储能，优化用户的用能结构，降低用能成本，缓解电网峰谷差压力和部分新能源的就地消纳问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种带化盐功能的模块化分布式双罐高温熔盐热储能系统结构示意图。
附图标记：1、冷熔盐罐；2、第一内置式电加热器；3、第一分配环；4、第一搅拌器；5、冷熔盐泵；6、第一电伴热、7、第一保温层；8、外置式电加热器；9、换热器；10、热熔盐罐；11、第二内置式电加热器；12、第二分配环；13、第二搅拌器；14、热熔盐泵；15、第二电伴热；16、第二保温层。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本实施方式中，如图1所示，一种带化盐功能的模块化分布式双罐高温熔盐热储能系统，包括冷熔盐罐1和热熔盐罐10，所述冷熔盐罐1内依次设置第一内置式电加热器2、第一分配环3、第一搅拌器4和冷熔盐泵5，所述热熔盐罐10内依次设置第二内置式电加热器11、第二分配环12、第二搅拌器13和热熔盐泵14，所述冷熔盐罐1和热熔盐罐10之间设置外置式电加热器8和换热器9，所述电加热器8两端通过管道分别连接冷熔盐泵5输出端和第二分配环12输入端，所述换热器9两端通过管道分别连接热熔盐泵14输出端和第一分配环3的输入端。
冷熔盐罐1上的冷熔盐泵5位于熔盐储罐的一端，第一分配环3位于储罐的另一端，第一搅拌器4位于第一分配环3与冷熔盐泵5之间，第一内置式电加热器2位于储罐的一端接近底部的位置。第一电伴热6位于罐壁外侧，罐体最外侧由第一保温材料7进行包裹。
热熔盐罐10上的热熔盐泵14位于熔盐储罐的一端，第二分配环12位于储罐的另一端，第二搅拌器13位于第二分配环12与热熔盐泵14之间，第二内置式电加热器11位于储罐的一端接近底部的位置。第二电伴热15位于罐壁外侧，罐体最外侧由第二保温材料16进行包裹。
冷熔盐泵5和热熔盐泵14可为熔盐在管道中的流动提供动力，冷熔盐泵5将冷熔盐通入外置式电加热器8进行加热，热熔盐泵14将热熔盐通入换热器9进行放热。外置式电加热器可有效利用谷电或新能源的弃电，将电能转化为热能存储于熔盐系统中。换热器可有效地将熔盐热储能系统的热量释放出来，供给用户使用。
第一搅拌器4和第二搅拌器13可促进熔盐罐中熔盐的混合与流动，在化盐工况可使液态熔盐与固态熔盐更充分地接触与换热，加快固态熔盐的熔化；在系统静置或内置式电加热器工作时，可使罐内的熔盐充分混合，减小罐内不同区域熔盐的温度梯度，以及由此造成的应力。
第一分配环3和第二分配环12形成高温射流，可加强熔盐换热。
第一内置式电加热器2和第二内置式电加热器11可对熔盐罐中的熔盐进行加热，在初始化盐时，可将初始投入的固态熔盐熔化，形成初始液态熔盐，为后续化盐步骤提供条件；在熔盐系统的加热运行工况，可配合外置式电加热器，更精准地控制罐内熔盐的温度，实现更高的能量利用效率；在防凝工况，可对罐内熔盐进行加热，防止熔盐凝固。
电伴热可对罐体加热，防止熔盐凝固；保温材料可对储罐进行保温，防止热量散失、熔盐温度降低。
在加热工况，冷熔盐泵5将冷熔盐罐1中的熔盐泵送至外置式电加热器8进行加热。加热后的高温熔盐经管道，通过第二分配环12流至热熔盐罐中。
在防凝工况，通过第一电伴热6、第二电伴热15、第一内置式电加热器2和第二内置式电加热器11，对罐中的熔盐进行加热，防止熔盐凝固。同时搅拌器可以工作，使罐内熔盐温度均匀。
在化盐工况，首先第一内置式电加热器2和第二内置式电加热器11工作，将固态熔盐熔化为液态熔盐。液态熔盐经外置式电加热器8加热升温后流回熔盐罐中，搅拌器工作，使液态熔盐与固态熔盐充分换热，加速固态熔盐的熔化，提高化盐速率。
在放热工况，热熔盐泵14将热熔盐罐10中的熔盐泵送至换热器9进行放热，放热后的熔盐由管道经第一分配环3流至冷熔盐罐中。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种带化盐功能的模块化分布式双罐高温熔盐热储能系统，包括冷熔盐罐(1)和热熔盐罐(10)，其特征在于，所述冷熔盐罐(1)内设置第一内置式电加热器(2)，所述热熔盐罐(10)内设置第二内置式电加热器(11)，所述冷熔盐罐(1)与所述热熔盐罐(10)之间设置有外置式电加热器(8)和换热器(9)；
所述外置式电加热器(8)输入端通过管道与下端插入在冷熔盐罐(1)内的冷熔盐泵(5)连接，输出端通过管道连接热熔盐罐(10)；
所述换热器(9)输入端与下端插入在热熔盐罐(10)内的热熔盐泵(14)相连，输出端通过管道连接冷熔盐罐(1)。
2.根据权利要求1所述的带化盐功能的模块化分布式双罐高温熔盐热储能系统，其特征在于，所述冷熔盐罐(1)内设置第一分配环(3)，所述第一分配环(3)连接换热器(9)的输出端；所述热熔盐罐(10)内设置第二分配环(12)，所述第二分配环(12)连接所述外置式电加热器(8)的输出端。
3.根据权利要求2所述的带化盐功能的模块化分布式双罐高温熔盐热储能系统，其特征在于，所述第一分配环(3)和所述第二分配环(12)用于形成高温射流。
4.根据权利要求1所述的带化盐功能的模块化分布式双罐高温熔盐热储能系统，其特征在于，所述冷熔盐泵(5)为熔盐在管道中的流动提供动力，可将冷熔盐泵入外置式电加热器(8)进行加热；所述热熔盐泵(14)为熔盐在管道中的流动提供动力，将热熔盐泵入换热器(9)进行放热。
5.根据权利要求1所述的带化盐功能的模块化分布式双罐高温熔盐热储能系统，其特征在于，所述第一内置式电加热器(2)位于冷熔盐罐(1)靠近第一分配环(3)一端接近底部的位置，所述第二内置式电加热器(11)位于热熔盐罐(10)靠近第二分配环(12)一端接近底部的位置，所述第一内置式电加热器(2)和第二内置式电加热器(11)分别用于对冷熔盐罐(1)和热熔盐罐(10)内的熔盐进行加热。
6.根据权利要求2所述的带化盐功能的模块化分布式双罐高温熔盐热储能系统，其特征在于，所述冷熔盐罐(1)内设置第一搅拌器(4)，所述第一搅拌器(4)位于所述第一分配环(3)与冷熔盐泵(5)之间；所述热熔盐罐(10)内设置有第二搅拌器(13)，所述第二搅拌器(13)设置在所述第二分配环(12)与热熔盐泵(14)之间。
7.根据权利要求1所述的带化盐功能的模块化分布式双罐高温熔盐热储能系统，其特征在于，所述冷熔盐罐(1)罐壁外侧设置有第一电伴热(6)，所述第一电伴热(6)外部包裹第一保温层(7)；所述热熔盐罐(10)罐壁外侧设置有第二电伴热(15)，所述第二电伴热(15)外部包裹第二保温层(16)。
8.根据权利要求1所述的带化盐功能的模块化分布式双罐高温熔盐热储能系统，其特征在于，所述外置式电加热器(8)可有效利用谷电或新能源的弃电，将电能转化为热能存储于热熔盐罐(10)中。
9.根据权利要求1所述的带化盐功能的模块化分布式双罐高温熔盐热储能系统，其特征在于，所述换热器(9)通过换热介质将热熔盐罐(10)中的热量释放出来，供给用户使用。
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