基于流化床加热的固介储能系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于流化床加热的固介储能系统及方法，包括依次相连的加热提升室、高温储罐、换热装置、低温储罐。系统以沙子等耐高温固体颗粒作为储能和换热介质。加热提升室选用流化床加热提升装置，加热提升室底部设置有加热布风装置。低温储罐上部设有给料装置，下部设置有溢流口。低温储罐与加热提升室之间设有返料装置。将冷态固体储热介质通过给料装置送入低温储罐，并从低温储罐通过返料装置送入加热提升室，进行流化加热成为高温固体储热介质，储存在高温储罐中，需要时通过换热装置进行换热利用。换热后的低温固体储热介质存储到低温储罐中。本发明专利技术具有技术要求简单、能源综合利用率高等优点。

Solid medium energy storage system and method based on fluidized bed heating

【技术实现步骤摘要】
基于流化床加热的固介储能系统及方法
本专利技术涉及基于流化床加热的固介储能系统及方法，属于能量存储及利用领域。
技术介绍
近年来，风能、太阳能等可再生能源作为清洁能源越来越受到重视，其装机容量在世界各地，特别是在中国迅速增加。然而，可再生能源发电通常是不稳定的，不能满足一般用电需求，特别是在风能或太阳能占发电量很大的地区。当火力发电或核能发电量不能随着电力需求的变化而变化时，必须放弃部分风力/太阳能发电，以维持电网的稳定，因而造成了极大的能源浪费。此外，中国“三北”地区(华北、东北和西北)以热电联产机组为主，冬季供暖时，容易造成严重的“弃风”现象。而储能作为技术手段，可以有效缓解弃风限电问题，提高火电机组的灵活调峰能力，增加新能源的并网率。近年来，越来越多的研究者致力于开发新兴的储能技术。储能技术主要可分为三种：以电的形式储存，如电容器或二次电池；以机械能的形式储存，如压缩空气、抽水蓄能以及飞轮储能等；以热的形式储存，如以熔盐等作为储热介质，将太阳能、地热能、工业余热等热能储存起来。储热技术能在较低的成本下得到适中的能量密度，适合大规模储能。显热储热技术是目前较为成熟的储热方式，其发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于流化床加热的固介储能系统，其特征在于，所述系统包括加热提升室(1)、高温储罐(4)、换热装置(6)和低温储罐(8)，所述系统选用固体储热介质为储能和换热介质，所述高温储罐(4)出口通过换热装置(6)与所述低温储罐(8)进口连接；所述加热提升室(1)选用流化床加热提升装置，所述加热提升室(1)中部以下设置有加热装置；所述加热提升室(1)底部设置有加热布风装置(2)，用于通入流化介质；所述加热提升室(1)顶部设有出口与所述高温储罐(4)进口相连；所述低温储罐(8)设有给料装置(10)，所述低温储罐(8)底部设有返料装置(11)与所述加热提升室(1)下部连接，所述返料装置(11)包括依次相连...

【技术特征摘要】
1.基于流化床加热的固介储能系统，其特征在于，所述系统包括加热提升室(1)、高温储罐(4)、换热装置(6)和低温储罐(8)，所述系统选用固体储热介质为储能和换热介质，所述高温储罐(4)出口通过换热装置(6)与所述低温储罐(8)进口连接；所述加热提升室(1)选用流化床加热提升装置，所述加热提升室(1)中部以下设置有加热装置；所述加热提升室(1)底部设置有加热布风装置(2)，用于通入流化介质；所述加热提升室(1)顶部设有出口与所述高温储罐(4)进口相连；所述低温储罐(8)设有给料装置(10)，所述低温储罐(8)底部设有返料装置(11)与所述加热提升室(1)下部连接，所述返料装置(11)包括依次相连的落料管(14)、回料阀(12)和回料管(15)，所述低温储罐(8)底部与落料管(14)相连，所述回料管(15)与所述加热提升室(1)相连且连接口位于所述加热布风装置(2)上方。2.根据权利要求1所述的基于流化床加热的固介储能系统，其特征在于，所述低温储罐(8)底部设置有溢流布风装置(13)，所述低温储罐(8)下部一侧设置有溢流口(9)，所述溢流口(9)布置在所述溢流布风装置(13)的上方一侧，所述溢流口(9)与所述落料管(14)相连；所述低温储罐(8)顶部一侧设有气体排放口。3.根据权利要求1或2所述的基于流化床加热的固介储能系统，其特征在于，所述系统还包括气固分离器(3)，所述气固分离器(3)入口与所述加热提升室(1)出口相连，所述气固分离器(3)底部设有物料出口与所述高温储罐(4)进口相连；所述气固分离器(3)顶部设有气体出口分别与所述低温储罐(8)底部和所述加热布风装置(2)相连。4.根据权利要求1所述的基于流化床加热的固介储能系统，其特征在于，所述固体储热介质选用耐高温固体颗粒，所述耐高温固体颗粒包括沙子、碳化硅颗粒、陶瓷颗粒中的任一种或多种混合物。5.根据权利要求4所述的基于流化床加热的固介储能系统，其特征在于，所述固体储热介质还包括所述耐高温固体颗粒中添加金属粉末形成的复合耐高温固体储热介质，所述金属粉末包括铝粉、铜粉或铁粉。6.根据权利要求1所述的基于流化床加热的固介储能系统，其特征在于，所述加热装置选用电加热模块或管式换热器。7.一种基于流化床加热的固介储能方法，其使用如权利要求1所述的基于流化床加热的固介储能系统，其特征在于，所述方法包括：将冷态固体储热介质通过给料装置(10)送入低温储罐(8)，并从低温储罐(8)底部的落料管(14)进入回料阀(12)，通过回料阀(12)调节固体储热介质的流量，从回料管(15)将固体储热介质送入加热提升室(1)；从加热提升室(1)底部的加热布风装置(2)通入热风作为流化加热介质，所述固体储热介质在加热提升室(1)内流化加热介质的流化过程中同时被加热装置加热，成为高温固体储热介质，并在流化加热介质的夹带下从加热提升室(1)顶部出口流出，进入高温储罐(4)汇集并储存热量；使高温固体储热介质从高温储罐(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海，胡丽琳，刘志宏，石川温士，张扬，吕俊复，
申请(专利权)人：清华大学，株式会社IHI，
类型：发明
国别省市：北京,11