本发明专利技术公开了一种基于高效储放热单元的中高温太阳能储能装置，能够高效利用太阳能，且提供一种结构紧凑，换热效果好，迅速吸收和释放热量，在耐压、耐高温和耐腐蚀方面均具有较好性能的储热单元。装置包括能源产出单元，能源转化利用单元，高温熔盐储热单元。阳光充足时，富余的太阳能储存于储热装置；储存的热能可以产生电能，供工业或日常生活所用。本发明专利技术的核心在于中高温熔盐储能单元，可以应用到不同的能源产出单元和能源转化利用单元中，具有广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
—种基于高效储放热单元的中高温太阳能储能装置
本专利技术涉及新能源技术与装备领域，尤其涉及一种基于高效储/放热单元的中高温熔盐储热型太阳能利用系统。
技术介绍
进入21世纪，随着化石燃料的日渐枯竭以及环境污染的日益严重，能源问题已经成为制约我国国民经济快速发展的瓶颈。而太阳能洁净无污染、来源广泛，开发太阳能对解决能源问题具有重大意义。太阳能热利用是太阳能利用中的最主要方式，其利用形式具有多样性，按照其介质达到的温度，分为低、中、高温利用。对于太阳能热利用系统，由于太阳辐射的不稳定性以及太阳能利用时间与接收时间的不一致性，储热装置成了太阳能热利用系统的重要组成部分，其所采用的形式及所具有的性能直接决定了太阳能热利用系统的稳定性和中和年综合利用率。 目前主要的熔盐储热能源利用系统没有能够充分考虑太阳辐射随时间的变化特性，整体效率低，由于采用熔盐作为传热工质，在运行时需要预热，还可能由于介质不纯净而出现堵塞的问题，影响传热效果，并且储热系统的储热体换热面积小，储热能力低，在耐压能力、防腐蚀和耐高温方面性能表现也不佳，同时设备结构复杂，维修困难，制造成本高。 目前常见的太阳能中高温双罐熔盐储热系统如图1所以，熔盐经太阳能接受区加热后储存在热盐罐，再由熔盐泵输入蒸汽发生器，实现与水的换热，使水汽化后输入蒸汽涡轮机做功。换热后的熔盐输入冷盐罐，以备再次循环利用。虽然该系统利用熔盐作为传热储热介质实现了太阳能光热利用，但具有换热面积小，储放热速率低，管路系统需要耐腐蚀材料以及成本闻等缺点。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术要解决的问题是提供能利用一种基于高效储/放热单元的中高温熔盐储能型的太阳能利用系统，能够高效利用太阳能，且提供一种结构紧凑，换热效果好，储放热速率高，在耐压、耐高温和耐腐蚀方面均具有较好性能的储热单 J Li ο 本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的: —种基于高效储放热单元的中高温太阳能储能装置，由能源产出单元、能源转化利用单元和中高温熔盐储能单元组成； 所述能源产出单元，包括太阳能集热系统； 所述能源转化利用单元，包括蒸发器和涡轮蒸汽机，蒸发器和涡轮蒸汽机连接管道; 所述中高温熔盐储热单元,包括一定数量的储热罐,每个罐内装有储热介质,并且内插有一定数量的高效储放热单元； [0011 ] 所述储热介质可以是质量分数为60 %的硝酸钠和40 %的硝酸钾，也可以是其它的相变介质； 所述高效储放热单元有储热和蒸发通道，储热通道的流动传热介质选用导热油，每个储热罐内的所有的储热通道的进口和出口安装有阀，并分别用连接管连通，在连接管连通后的管道上安装有阀，每个储热罐连接管连通后的进口和出口管道分别接人能源产出单元导热油管道的出口和进口 ；蒸发通道的流动传热介质选用蒸汽，每个储热罐内的所有的蒸发通道的进口和出口安装有阀，并分别用连接管连通，在连接管连通后的管道上安装有阀，每个储热罐连接管连通后的进口和出口管道分别接入能源转化利用单元蒸汽管道的出口和进口； 所述高效储放热单元的两个通道的对应的两个盖板，分别钎焊密封连接围成矩形通道，两通道相邻的盖板钎焊成一体； 所述高效储放热单元的储热通道和蒸发通道的进口和出口分别错开一定距离； 所述高效储放热单元的材质可为316不锈钢或316L不锈钢以及其它导热性能和防腐蚀性能佳的材质； 作为改进，储热通道内设有肋片，肋片可以为矩形，多孔，波纹形，肋片排列方式可为横排，纵排或倾斜一定角度； 作为改进，蒸发通道内设有扁管，扁管内壁设有凹槽，凹槽的截面形状可以为半圆形、三角形，矩形，凹槽可以螺旋分布于管内壁，螺旋凹槽与扁管的管轴的夹角为O?15度。 作为改进，可以分别在储热罐的储热介质和能源产出单元的出口管道分布温度计，用来测量储热介质和热导热油的温度；给每个储热罐的储热和蒸发通道的出口和进口分别安装流量控制阀，用来控制传热工质的流量； 作为进一步改进，在所述高效储放热单元的表面设有若干肋片或鳍片，从而强化换热； 优选地，所述太阳能集热系统可以采用槽式聚光系统、塔式聚光系统或者是菲涅尔透镜聚光系统。 优选地，所述能源转化利用单元可以为蒸汽涡轮机发电、多效蒸发海水淡化系统或多级吸收式制冷系统。 本专利技术的有益效果是: 1.本系统可以用在太阳能热发电、多级海水淡化和吸收式制冷等多方面，且作为独立的储能和供能系统，可以实现独立工作。 2.采用多个储热罐储热可以实现分级储热，使某个储热罐优先达到工作温度，能够更有效的利用太阳能。 3.多个高效储放热单元分别固定在储热罐中，更换某一个坏损的储放热单元更为方便，每个储热/蒸发通道直接采用四个盖板钎焊而成，加工制造更方便，更节省材料，且每个通道进出口上安装有阀，更容易检测出高效储放热单元的坏损情况。 4.高效储放热单元的材料采用316或316L不锈钢，防腐蚀性能和耐高温性能更好，外部设有鳍片，能够增大传热面积，强化传热，储热通道和蒸发通道内部设有肋片和扁管，不仅增大了传热面积，还增大了承压能力，在保证传热效率的前提下也使高效储放热单元的结构更为紧凑。 【附图说明】 图1是传统熔盐储热太阳能利用系统图。 图2是本专利技术实施例的系统流程图。 图3是本专利技术高效储放热单元的结构示意图。 图4是本专利技术高效储放热单元的空间剖视图。 图5是本专利技术扁管结构示意图。 【具体实施方式】 以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。 如图2所示，本熔盐储热太阳能利用系统流程分为三个部分，分别为能源产出单元101、中高温熔盐储能单元102和能源转化利用单元103。各个部分分别如下所述: 能源产出单元101:在图1所示的流程图中能源产出单元101包括太阳能集热系统104。通过导热油泵111输送到太阳能集热系统104中管道内的导热油被加热，并吸收热量。加热后的导热油可以被输送到能源产出单元103产生高压蒸汽用来工作，也可以被输送到中高温熔盐储能单元102以加热储热罐一 112和储热罐二 107内的储热介质来储存热能。太阳能集热系统104可以是槽式聚光系统，也可以是塔式或者菲涅尔透镜聚光系统。 中高温熔盐储能单元102:该系统包括储热罐一 112和储热罐二 107。储热罐内充装有储热介质solar salt 114(质量分数为60%的硝酸钠和质量分数为40%的硝酸钾组成)，并分布着一定数量的高效储放热单元113。高效储放热单元113通过固定在储热罐底部和顶部的支架固定，内有两个通道，储热通道和蒸发通道。储热罐一 112内的所有的高效储放热单元113的储热通道入口管道117、储热通道出口管道116、蒸发通道入口管道116和蒸发通道出口管道118通过连接管连通，储热罐二 107内的通道也如此连接。储热和蒸发通道的出口和入口管道上都安装有阀，用来控制此通道的流通与否。各个连接管连通后的管道也安装有阀，用来控制连接管的流通与否。储热罐一 112和储热罐二 107内的储热通道出口和入口的连接管分别通过并联连接到中高温熔盐储能单元102，组成储热通道回路，该回路以导热油作为传热工质，导热油在能源产出单元101中吸收热量，输送到中高温熔融盐储能单元102中储热罐内传本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于高效储放热单元的中高温太阳能储能装置，其特征在于：包括能源产出单元，中高温熔盐储能单元，能源转化利用单元；所述能源产出单元，包括太阳能集热系统；所述中高温熔盐储能单元，包括一定数量的储热罐，每个罐内装有储热介质，并且内插有若干数量的高效储放热单元；所述能源转化利用单元，包括蒸发器和涡轮蒸汽机，所述蒸发器和涡轮蒸汽机通过管道连接。
【技术特征摘要】
1.一种基于高效储放热单元的中高温太阳能储能装置，其特征在于:包括能源产出单元，中高温熔盐储能单元，能源转化利用单元； 所述能源产出单元，包括太阳能集热系统； 所述中高温熔盐储能单元，包括一定数量的储热罐，每个罐内装有储热介质，并且内插有若干数量的高效储放热单元； 所述能源转化利用单元，包括蒸发器和涡轮蒸汽机，所述蒸发器和涡轮蒸汽机通过管道连接。2.根据权利要求1所述的中高温太阳能储能装置，其特征在于:所述高效储放热单元有两个通道，储热通道和蒸发通道，每个储热罐内的储热通道和蒸发通道的进口和出口安装有阀，分别用连接管连通。3.根据权利要求1或2所述的中高温太阳能储能装置，其特征在于:所述高效储放热单元的两个通道分别由两个盖板钎焊而成，两个通道的相邻盖板钎焊成一体；所述高效储放热单元材质为316或316L不锈钢，表面上设有若干肋片和鳍片。4.根据权利要求1或2所述的中高温太阳能储能装置，其特征在于:所述储热通道的进口和蒸发通道的出口，以及储热通道的出口和蒸发通道的进口分别在储热/蒸发换热器的前后方向上错开一定距离；所述高效储放热单元的通道内部设有肋片和扁管。5.根据权利要求1或2所述的中高温太阳能储能装置，其特征在于:所述储热通道内设有肋片，所述肋片为矩形，多孔，波纹形，肋片排列方式为横排...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭浩，凌祥，李瑞，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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