高温蓄热系统技术方案

本发明专利技术涉及储能领域，提供了一种高温蓄热系统。该系统包括低温罐、高温罐、伴热器和气液分离器；低温罐的第一进液阀与外部热源、冷源和蓄热液源的出口选择性连通，气液分离器的第二进液阀和和伴热器的第三进液阀均与外部热源和冷源的出口选择性连通；低温罐的排液口通过低温泵分别与第一阀门、第二阀门和第一换热阀连通；第一阀门和第三进液阀通过伴热器与第三阀门连通，第二阀门、第三阀门和第二进液阀均通过气液分离器分别与高温罐和低温罐的进液口连通；高温罐的出液口通过高温泵分别与第一阀门、第二阀门和第二换热阀连通；第一换热阀和第二换热阀分别与外部热源和冷源的进口连通。本发明专利技术可避免不同温度等级的蓄热液发生掺混，提高蓄热效率。

【技术实现步骤摘要】
高温蓄热系统
本专利技术涉及储能
，具体涉及一种高温蓄热系统。
技术介绍
全球面临着能源和环境的双重压力，为了协调社会的发展与自然环境保护的关系，大力发展可再生能源、增加可再生能源在能源格局中的占比已经成为各界人士的共识。目前，储能技术是促进可再生能源发展、解决能源供应问题的主要途径。储能技术中应用最广泛、最成熟技术之一就是高温蓄热技术。高温蓄热技术具有大规模储能的潜力，其储存的热量品位较高，这些热量不仅可以单独用于能量存储，而且还可以与光热系统或压缩空气存储能系统联合进行储能。高温蓄热系统采用的介质一般分为固体介质、相变介质和液体介质。由于，固体介质的技术成熟度不高，而相变介质虽然技术成熟，但是其成本以及对系统的稳定性和可靠性的要求也比较高，一旦发生热泄露或管路故障，相变介质就可能堵塞管网甚至储罐，因此高温蓄热系统常用的介质还是液体介质中的导热油。但是，当蓄热介质采用液体介质时，现有的高温蓄热系统在蓄热过程中会存在不同温度等级的液体介质掺混的问题，具体地：由于蓄热初始阶段和终了阶段外部热源的功率未达到额定值，低温罐中的蓄热介质一般需要经过数分钟或十数分钟的时间才能达到低温罐的工作温度，而在此期间从低温罐进入高温罐的蓄热介质会导致高温罐内蓄热介质的蓄热品位降低，进而整个系统的蓄热效率也会随之降低。
技术实现思路
本专利技术要解决的是现有技术中高温蓄热系统在蓄热过程因不同温度等级的液体介质发生掺混而导致蓄热效率低的问题。为解决上述问题，本专利技术提供了一种高温蓄热系统，该系统包括低温罐、高温罐、伴热器和气液分离器；所述低温罐、所述高温罐和所述气液分离器的排气口处均设有排气阀；所述低温罐、所述气液分离器和所述伴热器的进液口处分别设有第一进液阀、第二进液阀和第三进液阀，所述第一进液阀的进口与外部热源、外部冷源和外部蓄热液源的出口选择性连通，所述第二进液阀和所述第三进液阀的进口均与所述外部热源和所述外部冷源的出口选择性连通；所述低温罐的排液口通过低温泵分别与第一阀门、第二阀门和第一换热阀的进口连通；所述第一阀门和所述第三进液阀的出口均通过所述伴热器与第三阀门的进口连通，所述第二阀门、所述第三阀门和所述第二进液阀的出口均与所述气液分离器的进液口连通；所述气液分离器的出液口分别与第四阀门和第五阀门的进口连通，所述第四阀门和所述第五阀门的出口分别与所述高温罐和所述低温罐的进液口连通；所述高温罐的出液口通过高温泵分别与第一阀门、第二阀门和第二换热阀的进口连通；所述第一换热阀和所述第二换热阀的出口分别与所述外部热源和所述外部冷源的进口连通。其中，所述排气阀、所述第一进液阀、所述第二进液阀、所述第三进液阀、所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、所述第四阀门、所述第五阀门、所述第一换热阀和所述第二换热阀为气动阀、手动阀、液动阀或电动阀。其中，所述低温罐的工作温度为20℃～90℃。其中，所述高温罐的工作温度为120℃～600℃。其中，所述低温罐和所述高温罐的顶部还开设有进气口，每个所述进气口上均设有进气阀。其中，所述低温罐和所述高温罐的顶部还开设有进气口，所述低温罐和所述高温罐的进气口分别通过平衡阀与所述气液分离器的出气口连通。其中，所述低温泵的进、出口处分别设有第六阀门和第七阀门，所述低温泵的出口通过所述第七阀门分别与所述第一阀门、所述第二阀门和所述第一换热阀的进口连通；所述高温泵的进、出口处分别设有第八阀门和第九阀门，所述高温泵的出口通过所述第九阀门分别与所述第一阀门、所述第二阀门和所述第二换热阀的进口连通。其中，所述低温罐和所述高温罐的排液口处均设有泄液阀。本专利技术结构简单、操作便捷，在蓄热开始前，若低温罐中蓄热液的温度远低于低温罐的工作温度Tl，通过打开第一阀门、第三阀门和第五阀门并启动低温泵，就可使蓄热液在低温泵的驱动下在低温罐与伴热器之间循环流动，进而就能利用伴热器将蓄热液的温度提升至低温罐的工作温度Tl。在外部热源功率较低的蓄热初始阶段和终了阶段，可利用伴热器将经外部热源加热后的蓄热液加热至高温罐工作温度T2以上；同理，在放热开始前，若高温罐中的蓄热液温度远低于高温罐的工作温度T2，可通过打开第一阀门、第三阀门和第四阀门并启动高温泵，使蓄热液在高温泵的驱动下在高温罐与伴热器之间循环流动，进而就能利用伴热器将蓄热液的温度提至高温罐的工作温度T2。在外部冷源功率较低的放热初始阶段和终了阶段，也可利用通过伴热器将经过外部冷源的蓄热液加热至高温罐工作温度T2以上。可见，本专利技术可满足可蓄热过程中各个阶段对蓄热液的温度要求，避免了蓄热过程中不同温度等级的蓄热液发生掺混，提高了蓄热效率。附图说明图1是本专利技术实施例1中的一种高温蓄热系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例2中的一种高温蓄热系统的结构示意图。附图标记：A、低温罐；B、高温罐；C、低温泵；D、高温泵；E、伴热器；F、气液分离器；1、第一阀门；2、第二阀门；3、第三阀门；4、第四阀门；5、第五阀门；6、第一进液阀；7、低温排气阀；8、高温排气阀；9、第一换热阀；10、第二换热阀；11、第二进液阀；12、第三进液阀；13、低温进气阀；14、高温进气阀；15、低温平衡阀；16、高温平衡阀；17、气液排气阀；18、第六阀门；19、第七阀门；20、第九阀门；21、第八阀门；22、泄液阀。具体实施方式为使专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合专利技术中的附图，对专利技术中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在专利技术中的具体含义。实施例1如图1所示，本专利技术提供了一种高温蓄热系统，该系统包括低温罐A、高温罐B、伴热器E和气液分离器F，其中，低温罐A和高温罐B的排气口和进液口优选设置在各自的顶部，低温罐A和高温罐B的排液口优选设置在各自的底部；低温罐A、高温罐B和气液分离器F的排气口处均设有排气阀，也就是说，低温罐A的排气口处设有低温排气阀7、高温罐B的排气口处设有高温排气阀8、气液分离器F的排气口处设有气液排气阀17；低温罐A、气液分离器F和伴热器E的进液口处分别设有第一进液阀6、第二进液阀11和第三进液阀12，第一进液阀6的进口与外部热源(图中未示出)、外部冷源(图中未示出)和外部蓄热液源(图中未示出)的出口选择性连通，第二进液阀11和第三进液阀12的进口均与外部热源(图中未示出)和外部冷源(图中未示出)的出口选择性连通。需要说明的是，第一进液阀6、第二进液阀11或第三进液阀12与外部热源和外部冷源选择性连通的方式有多种，以第一进液阀6为例：方式一、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温蓄热系统，其特征在于，包括低温罐、高温罐、伴热器和气液分离器；所述低温罐、所述高温罐和所述气液分离器的排气口处均设有排气阀；所述低温罐、所述气液分离器和所述伴热器的进液口处分别设有第一进液阀、第二进液阀和第三进液阀，所述第一进液阀的进口与外部热源、外部冷源和外部蓄热液源的出口选择性连通，所述第二进液阀和所述第三进液阀的进口均与所述外部热源和所述外部冷源的出口选择性连通；所述低温罐的排液口通过低温泵分别与第一阀门、第二阀门和第一换热阀的进口连通；所述第一阀门和所述第三进液阀的出口均通过所述伴热器与第三阀门的进口连通，所述第二阀门、所述第三阀门和所述第二进液阀的出口均与所述气液分离器的进液口连通；所述气液分离器的出液口分别与第四阀门和第五阀门的进口连通，所述第四阀门和所述第五阀门的出口分别与所述高温罐和所述低温罐的进液口连通；所述高温罐的出液口通过高温泵分别与第一阀门、第二阀门和第二换热阀的进口连通；所述第一换热阀和所述第二换热阀的出口分别与所述外部热源和所述外部冷源的进口连通。

【技术特征摘要】
1.一种高温蓄热系统，其特征在于，包括低温罐、高温罐、伴热器和气液分离器；所述低温罐、所述高温罐和所述气液分离器的排气口处均设有排气阀；所述低温罐、所述气液分离器和所述伴热器的进液口处分别设有第一进液阀、第二进液阀和第三进液阀，所述第一进液阀的进口与外部热源、外部冷源和外部蓄热液源的出口选择性连通，所述第二进液阀和所述第三进液阀的进口均与所述外部热源和所述外部冷源的出口选择性连通；所述低温罐的排液口通过低温泵分别与第一阀门、第二阀门和第一换热阀的进口连通；所述第一阀门和所述第三进液阀的出口均通过所述伴热器与第三阀门的进口连通，所述第二阀门、所述第三阀门和所述第二进液阀的出口均与所述气液分离器的进液口连通；所述气液分离器的出液口分别与第四阀门和第五阀门的进口连通，所述第四阀门和所述第五阀门的出口分别与所述高温罐和所述低温罐的进液口连通；所述高温罐的出液口通过高温泵分别与第一阀门、第二阀门和第二换热阀的进口连通；所述第一换热阀和所述第二换热阀的出口分别与所述外部热源和所述外部冷源的进口连通。2.根据权利要求1所述的高温蓄热系统，其特征在于，所述排气阀、所述第一进液阀、所述第二进液阀、所述第三进液阀、所述第一阀门、所述第二阀门、所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅生伟，薛小代，张学林，张通，陈来军，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11