一种熔盐储热和导热油传热系统及导热方法技术方案

本发明专利技术提供的一种熔盐储热和导热油传热系统，包括熔盐储热罐、导热油循环主管路、换热器组和加热系统；其中熔盐储热罐灌装有储热熔盐，通过电网低谷电能启动加热装置对储热熔盐和导热油进行加热，同时加热后的导热油与储热熔盐换热，进一步加快储热熔盐升温过程，直至储热熔盐到达设定温度，缩短系统的启动时间，提高系统的运行效率，储热完成后通过换热器组对外供介质进行加热。该系统通过利用电网低谷电能对储热熔盐进行加热，完成电热转换，再通过转换的热能对外供介质进行加热，实现热电解耦，提高能源的利用效率。

A Heat Transfer System and Method for Molten Salt Heat Storage and Conducting Oil

The present invention provides a heat transfer system for molten salt storage and heat conducting oil, including molten salt storage tank, main circuit of heat conducting oil circulation, heat exchanger group and heating system, in which molten salt storage tank is filled with heat storage molten salt, and the heat storage molten salt and heat conducting oil are heated by starting heating device through low-valley electric energy of power grid, and heat transfer between heated heat conducting oil and heat conducting molten salt can further accelerate heat storage melting. Salt heating process, until the hot storage molten salt reaches the set temperature, shortens the start-up time of the system, improves the operating efficiency of the system, after the completion of the heat storage, the external medium is heated through the heat exchanger group. The system uses the low-valley electric energy of the power grid to heat the molten salt for heat storage, completes the electrothermal conversion, and then uses the converted heat energy to heat the external medium, realizes thermoelectric decoupling and improves the efficiency of energy utilization.

【技术实现步骤摘要】
一种熔盐储热和导热油传热系统及导热方法
本专利技术涉及新能源利用
，具体为一种熔盐储热和导热油传热系统及导热方法。
技术介绍
近年来，一方面我国的新能源电站发展迅速，主要包括：光伏、风力发电站及太阳能光热电站，装机规模保持高速增长态势。特别是光伏发电和风力发电作为典型的间歇性电源，其发电出力具有随机性和波动性的特点，由于其供电的随机性和波动性将对电力系统产生较大影响；另一方面，我国近期及未来一段时间内电力过剩情况较为突出，热电联产机组供热需求增加迅速和供电负荷增加缓慢或负增加的矛盾凸显。以上这两种情况造成电网调峰困难，弃风、弃光严重，热电机组在冬季采暖期难以实现热电解耦，电网稳定问题凸显。为了满足电网调峰需求，保证电网的安全稳定运行，急需研究一种新的储能技术。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种熔盐储热和导热油传热系统，能够既将光伏和风力发电的间歇性电能储存起来，根据冬季采暖期电网的调峰要求，消纳北方热电联产机组的部分电能，在满足电网调峰要求的前提下，满足居民采暖及工业用汽需求，从而实现热电解耦。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种熔盐储热和导热油传热系统，包括熔盐储热罐、导热油循环主管路、换热器组和加热系统；其中，熔盐储热罐包括灌装有储热熔盐的罐体，储热熔盐中预埋有导热油换热管组，导热油换热管组的入口和出口穿过罐体分别与导热油循环主管路的出口和入口连接，导热油循环主管路上设置有导热油循环泵组，加热系统分别与罐体和导热油循环主管路连接，用于对导热油和储热熔盐加热；换热器组的热侧串联在导热油循环主管路上，换热器组的热侧的入口和出口分别设置有换热器组入口电动阀和换热器组出口电动阀，在换热器组入口电动阀的入口端和换热器组出口电动阀的出口端还并联有换热器组旁路管道，换热器组旁路管道上设置有旁路电动阀。优选的，所述加热系统包括内置加热器和外置加热系统，内置加热器和外置加系统分别与电力系统连接；所述内置加热器设置在罐体中用于对储热熔盐加热，外置加热系统设置在导热油循环主管路上，用于对导热油进行加热。优选的，所述外置加热系统包括第二主路电动阀和外置加热器；第二主路电动阀设置在导热油循环主管路的出口端，外置加热器通过管路并联在第二主路电动阀的两端，外置加热器的入口和出口还分别设置有电动阀。优选的，所述导热油循环主管路上还设置有流量调节系统；所述流量调节系统包括第一主路电动阀和电动调节阀，第一主路电动阀设置在导热油循环主管路的入口端，电动调节阀通过管路并联在第一主路电动阀的两端，电动调节阀的入口和出口还分别设置有电动阀。优选的，所述导热油循环泵组包括第一导热油循环泵和第二导热油循环泵；所述第一导热油循环泵串联在导热油循环主管路上，第二导热油循环泵通过管路并联在第一导热油循环泵的两端。优选的，所述导热油换热管组包括第一管路、第二管路和多个换热盘管；所述第一管路设置在罐体的上部，第二管路设置在罐体的下部，多个换热盘管设置在第一管路和第二管路之间，换热盘管的出口与第一管路连接，换热盘管的入口与第二管路连接；第一管路的出口与导热油循环主管路的入口连接，第二管路的入口与导热油循环主管路的出口连接。优选的；当换热器组的外供介质为热水时，该换热器组为油水换热器；当换热器组的外供介质为饱和蒸汽时，该换热器组包括串联的蒸发器和给水预热器；当换热器组的外供介质为过热蒸汽时，该换热器组包括依次串联的过热器、蒸发器和给水预热器。本申请还提供了一种熔盐储热和导热油传热系统的导热方法，当所述系统处于启动储热阶段时，加热系统对导热油和储热熔盐加热，加热后的导热油进入导热油换热管组中与储热熔盐进行换热，换热后的导热油经过换热器组旁路管道进入导热油循环泵组，导热油循环泵组对导热油加压后输送至加热系统再次加热，依次循环直至储热熔盐达到设定的温度上限，储热阶段完成。优选的，当所述系统处于放热阶段时，导热油在导热油换热管组中与储热熔盐进行换热，升温后的导热油进入换热器组的热侧与外供介质进行换热，降温后的导热油经过导热油循环泵加压后再次进入导热油换热管组中进行换热升温，依次循环直至储热熔盐达到设定温度下限，放热阶段结束。优选的，当所述系统处于低负荷放热阶段时，导热油在导热油换热管组与储热熔盐进行换热升温后，通过流量调节系统控制进入换热器组的导热油流量，换热降温后的导热油自换热器组的热侧出口流出，再次进入导热油换热管组进行换热升温，升温后的导热油循环以上过程直至低负荷放热阶段结束。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术提供的一种熔盐储热和导热油传热系统，包括熔盐储热罐、导热油循环主管路、换热器组和加热系统；其中熔盐储热罐灌装有储热熔盐，通过电能启动加热装置对储热熔盐和导热油进行加热，同时加热后的导热油与储热熔盐换热，进一步加快储热熔盐升温过程，直至储热熔盐到达设定温度，缩短系统的启动时间，提高系统的运行效率，储热完成后通过换热器组对外供介质进行加热。该系统通过利用过剩的电能对储热熔盐进行加热，完成电热转换，在通过转换的热能对外供介质进行加热，实现热电解耦，提高能源的利用效率。进一步加热系统包括内置加热器和外置加热系统，实现对导热油和储热熔盐的分别加热，控制方法简单。进一步，在导热油循环主管路上设置流量调节系统，使该系统能够长时间运行在低负荷放热阶段，满足用户的使用要求，同时避免造成能源浪费。进一步，该导热油换热管组采用多个预埋在储热熔盐中的换热盘管，增大导热油与储热熔盐的换热面积，提高换热效率。进一步，该系统通过不同的换热器组实现外供热水、饱和蒸汽或过热蒸汽，提高系统的适用性，同时可降低系统的初期投资成本、运行成本和维护费用。该导热方法，通过控制电动阀的开闭状态实现控制导热油的运行方式，操作简单便捷。附图说明图1是本专利技术系统启动阶段储热运行示意图；图2是本专利技术系统正常运行阶段储热运行示意图；图3是本专利技术系统正常运行阶段放热运行示意图；图4是本专利技术系统低负荷阶段放热运行示意图；图5是本专利技术外供热水换热器结构示意图；图6是本专利技术外供饱和蒸汽换热器结构示意图；图7是本专利技术外供过热蒸汽换热器结构示意图。图中：1、熔盐储热罐；2、外置加热系统；3、导热油循环主管路；4、换热器组；5、导热油换热管组；6、内置加热器；7、第一主路电动阀；8、第二主路电动阀；9、换热器组入口电动阀；10、换热器组出口电动阀；11、换热器组旁路管道；12、旁路电动阀；13、流量调节系统；14、外置加热器；15、第一导热油循环泵；16、第二导热油循环泵；17、膨胀油箱；18、换热盘管；19、油水换热器；20、蒸发器；21、给水预热器；22、过热器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。一种熔盐储热和导热油传热系统，包括熔盐储热罐1、外置加热系统2、导热油循环主管路3和换热器组4。熔盐储热罐包括罐体，罐体中设置有导热油换热管组5，罐体的内部设置有内置加热器6，罐体中灌装储热熔盐，储热熔盐用于存储热能，导热油管路组的出口和入口穿过罐体分别与导热油循环主管路3的入口和出口连接。导热油循环主管路3的入口处设置有第一主路电动阀7，导热油循环主管路的出口处设置有第二主路电动阀8，换热器组4的热侧串联在导热油循环主管路3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种熔盐储热和导热油传热系统，其特征在于，包括熔盐储热罐(1)、导热油循环主管路(3)、换热器组(4)和加热系统；其中，熔盐储热罐(1)包括灌装有储热熔盐的罐体，储热熔盐中预埋有导热油换热管组(5)，导热油换热管组(5)的入口和出口穿过罐体分别与导热油循环主管路(3)的出口和入口连接，导热油循环主管路(3)上设置有导热油循环泵组，加热系统分别与罐体和导热油循环主管路(3)连接，用于对导热油和储热熔盐加热；换热器组(4)的热侧串联在导热油循环主管路(3)上，换热器组(4)的热侧的入口和出口分别设置有换热器组入口电动阀(9)和换热器组出口电动阀(10)，在换热器组入口电动阀(9)的入口端和换热器组出口电动阀(10)的出口端还并联有换热器组旁路管道(11)，换热器组旁路管道(11)上设置有旁路电动阀(12)。

【技术特征摘要】
1.一种熔盐储热和导热油传热系统，其特征在于，包括熔盐储热罐(1)、导热油循环主管路(3)、换热器组(4)和加热系统；其中，熔盐储热罐(1)包括灌装有储热熔盐的罐体，储热熔盐中预埋有导热油换热管组(5)，导热油换热管组(5)的入口和出口穿过罐体分别与导热油循环主管路(3)的出口和入口连接，导热油循环主管路(3)上设置有导热油循环泵组，加热系统分别与罐体和导热油循环主管路(3)连接，用于对导热油和储热熔盐加热；换热器组(4)的热侧串联在导热油循环主管路(3)上，换热器组(4)的热侧的入口和出口分别设置有换热器组入口电动阀(9)和换热器组出口电动阀(10)，在换热器组入口电动阀(9)的入口端和换热器组出口电动阀(10)的出口端还并联有换热器组旁路管道(11)，换热器组旁路管道(11)上设置有旁路电动阀(12)。2.根据权利要求1所述熔盐储热和导热油传热系统，其特征在于，所述加热系统包括内置加热器(6)和外置加热系统(2)，内置加热器(6)和外置加系统(2)分别与电力系统连接；所述内置加热器(6)设置在罐体中用于对储热熔盐加热，外置加热系统(2)设置在导热油循环主管路(3)上，用于对导热油进行加热。3.根据权利要求2所述熔盐储热和导热油传热系统，其特征在于，所述外置加热系统(2)包括第二主路电动阀(8)和外置加热器(14)；第二主路电动阀(8)设置在导热油循环主管路(3)的入口端，外置加热器(14)通过管路并联在第二主路电动阀(8)的两端，外置加热器(14)的入口和出口还分别设置有电动阀。4.根据权利要求1所述熔盐储热和导热油传热系统，其特征在于，所述导热油循环主管路(3)上还设置有流量调节系统(13)；所述流量调节系统(13)包括第一主路电动阀(7)和电动调节阀，第一主路电动阀(7)设置在导热油循环主管路(3)的入口端，电动调节阀通过管路并联在第一主路电动阀(7)的两端，电动调节阀的入口和出口还分别设置有电动阀。5.根据权利要求1所述熔盐储热和导热油传热系统，其特征在于，所述导热油循环泵组包括第一导热油循环泵(15)和第二导热油循环泵(16)；所述第一导热油循环泵(15)串联在导热油循环主管路(3)上，第二导热油...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊守峰，豆海强，崔凯平，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61