一种单罐熔盐储能供暖系统及其储能供暖方法技术方案

本发明专利技术公开了单罐熔盐储能供暖系统及其储能供暖方法，系统包括：储罐模块，包括熔盐储罐和能够从熔盐储罐中抽取熔盐的熔盐循环泵；蓄放热模块，包括分别将从熔盐储罐中抽取的熔盐进行蓄热处理和放热供暖处理并将处理后熔盐返回熔盐储罐的蓄热回路和放热供暖回路，蓄热回路中设置有能够实现熔盐蓄热的第一换热器且放热回路中设置有能够实现熔盐放热供暖的第二换热器；保温基础模块，布置在储罐模块底部并且包括能够辅助蓄放热的保温基础层。所述方法采用上述的单罐熔盐储能供暖系统进行储能供暖。本发明专利技术利用保温基础模块储能与熔盐储能相结合，在保证系统安全的同时合理利用能量，增加系统储热容量，有效地减少熔盐的用量，降低储能系统初投资。

【技术实现步骤摘要】
一种单罐熔盐储能供暖系统及其储能供暖方法
本专利技术涉及熔盐储能的
，更具体地讲，涉及一种单罐熔盐储能供暖系统及其储能供暖方法。
技术介绍
熔盐作为蓄热介质，具有使用温度高、温度分布均匀等优点，熔盐储能技术作为一种新型的储能技术，已在国内外的太阳能光热发电项目中得到了实际应用，是最近几年储能技术的研究热点，备受行业追捧。目前熔盐储热系统主要有双罐储热系统和单罐储热系统两种。单罐储热系统设备数量少，具有显著的成本优势，单罐储热系统又可以分为斜温层单罐和非斜温层单罐。其中，斜温层单罐系统中高低温熔盐同时储存于储罐中，高温熔盐储存在储罐上部，低温熔盐储存在储罐下部，并配置相应的高温熔盐泵与低温熔盐泵，换热过的熔盐从储罐底部返回储罐。为了使斜温层储罐始终维持正常状态，防止冷热流体对流混合，增加蓄热量并缩短斜温层的距离，一般会在罐内填充石英岩或石英砂等材料来增加斜温层的效应，但注入和出料结构比较复杂，冷热流体的导热和对流作用使真正实现温度分层具有一定困难。整个系统结构复杂，设计难度高、成本较高。普通的非斜温层储热装置将熔盐储存在一个储罐中，随着放热的进行，熔盐的温度不断下降，储热系统的输出功率也会发生下降，无法应用在一些要求输出功率平稳的场合。由于熔盐熔点较高易发生冻堵，而熔盐储罐体积大，良好的保温，不仅能避免系统发生冻堵风险，也能降低系统的散热损失，提高系统的经济性。因此，熔盐储罐的保温特别是基础保温一直是熔盐储热技术的重点与难点。为了充分保障基础的安全，在其中布置了大量的通风管，进行通风散热。如此，虽然保障了基础的安全但是也造成了极大的热量损失。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术结合单罐储罐保温基础的特点并从合理利用能源的角度出发，提供了一种能够解决储罐基础强制通风导致的能量浪费问题，进一步解决单罐熔盐储能供暖系统输出不稳定、设备选型难、成本高等问题，更进一步解决单罐储能系统双泵配置、系统复杂、回盐困难等问题的单罐熔盐储能供暖系统及其储能供暖方法。为此，本专利技术的一方面提供了一种单罐熔盐储能供暖系统，包括：储罐模块，包括熔盐储罐和能够从熔盐储罐中抽取熔盐的熔盐循环泵；蓄放热模块，包括分别将从熔盐储罐中抽取的熔盐进行蓄热处理和放热供暖处理并将处理后熔盐返回熔盐储罐的蓄热回路和放热供暖回路，所述蓄热回路中设置有能够实现熔盐蓄热的第一换热器且放热回路中设置有能够实现熔盐放热供暖的第二换热器；保温基础模块，布置在储罐模块底部并且包括能够辅助蓄放热的保温基础层。进一步地，所述蓄热回路和放热供暖回路的两端分别与熔盐循环泵的熔盐输出口和熔盐储罐顶部的不同回盐口相连，所述熔盐循环泵与蓄热回路中第一换热器的出口熔盐管路之间还设置有熔盐旁路，所述熔盐旁路中设置有第三熔盐控制阀。进一步地，所述蓄热回路中沿着熔盐流动方向设置有调节阀、流量计、第一熔盐控制阀和第一换热器，所述放热供暖回路中沿着熔盐流动方向设置有调节阀、流量计、第二熔盐控制阀和第二换热器，其中，所述蓄热回路与放热供暖回路共用所述调节阀和流量计。进一步地，所述蓄放热模块布置在高于储罐模块设置的储热平台上，蓄热回路和放热供暖回路中的熔盐管路配备有电伴热带，其中，所述第一换热器为电加热器、电极炉或太阳能吸热器，所述第二换热器的放热换热介质为供暖回水。进一步地，所述单罐熔盐储能供暖系统还包括与储罐模块、蓄放热模块和保温基础模块中的通电组件电连接的控制单元；所述储罐模块的熔盐储罐中还设置有电加热器、熔盐分配集箱以及若干个布置在熔盐储罐内壁面上的第一温度测点，所述熔盐储罐铺设有保温层并且包括罐顶保温层、罐壁保温层和罐底基础保温层，所述熔盐分配集箱的熔盐入口分别通过和熔盐储罐顶部的不同回盐口相连的罐内熔盐管路与蓄热回路和放热供暖回路相连。进一步地，所述保温基础层包括上层的复合保温层和下层的混凝土基础层，所述复合保温层由承重环墙、砂垫层、岩棉圈、纳米隔热层、泡沫玻璃层和防潮层组合铺设而成，所述混凝土基础层由包括氧化铁骨料和水泥黏结剂的耐高温混凝土浇筑而成。进一步地，所述保温基础模块还包括供暖回水预热单元，所述供暖回水预热单元包括储水罐和设置在保温基础层中的换热管，所述储水罐通过设置有循环水泵的出水管与换热管的进水口相连，所述换热管的出水口通过回水管与储水罐相连，其中，所述出水管还通过预热水管与第二换热器相连，所述换热管的进水口以及出水管和预热水管中均设置有截止阀。进一步地，所述供暖回水预热单元的保温基础层中还布置有若干个第二温度测点，所述换热管的外壁包裹有石墨层并且布置在保温基础层的混凝土基础层中，所述储水罐以及出水管、回水管和预热水管均配备有保温层，所述储水罐中还设置有与回水管相连的布水器。本专利技术的另一方面提供了一种单罐熔盐储能供暖方法，采用上述的单罐熔盐储能供暖系统进行储能供暖，包括以下步骤：在蓄热模式下，将熔盐储罐中的低温熔盐输送至蓄热回路中的第一换热器进行加热升温并将得到的高温熔盐返回熔盐储罐，同时利用保温基础模块辅助蓄热，实时监测熔盐储罐内熔盐的温度直至完成蓄热；在放热供暖模式下，将熔盐储罐中的高温熔盐输送至放热供暖回路中第二换热器与供暖回水换热并将得到的低温熔盐返回熔盐储罐，同时利用保温基础模块辅助放热，实时监测熔盐储罐内熔盐的温度直至完成放热供暖。进一步地，当所述保温基础模块还包括供暖回水预热单元时，在蓄热模式下同时启动所述供暖回水预热单元进行供暖回水预热流程并获得预热后的供暖回水，在放热供暖模式下并在熔盐温度降低达到设定值时启动所述供暖回水预热单元进行预热供暖回水供暖流程并将所述预热后的供暖回水提供至所述第二换热器一同进行换热供暖；当所述单罐熔盐储能供暖系统还包括与储罐模块、蓄放热模块和保温基础模块中的通电组件电连接的控制单元时，利用所述控制单元控制所述单罐熔盐储能供暖系统的全自动化运行或半自动化运行。本专利技术利用保温基础模块储能与熔盐储能相结合，在保证系统安全的同时合理利用了能量，增加了系统储热容量，有效地减少了熔盐的用量，降低了储能系统初投资；采用共用管道的方案，只需要在公共管道部分设置一个熔盐循环泵，减少了熔盐泵的数量并减少了管道的用量及铺设成本，简化了系统的复杂程度；进一步地在系统中配置供暖回水预热单元增加蓄热容量，减少整体体积并提高蓄热放热速度，且能保证系统的稳定输出。附图说明图1示出了根据本专利技术示例性实施例的单罐熔盐储能供暖系统的结构示意图。附图标记说明：1-蓄放热模块、2-储罐模块、3-保温基础模块；101-调节阀、102-流量计、103-第一熔盐控制阀、104-第一换热器、105-第二熔盐控制阀、106-第二换热器；201-熔盐储罐、202-熔盐循环泵、203-第三熔盐控制阀、204-熔盐分配集箱、205-第一温度测点、206-电加热器、a-蓄热回盐口、b-放热回盐口；301-保温基础层、302-第二温度测点、303-储水罐、304-布水器、30本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单罐熔盐储能供暖系统，其特征在于，包括：/n储罐模块，包括熔盐储罐和能够从熔盐储罐中抽取熔盐的熔盐循环泵；/n蓄放热模块，包括分别将从熔盐储罐中抽取的熔盐进行蓄热处理和放热供暖处理并将处理后熔盐返回熔盐储罐的蓄热回路和放热供暖回路，所述蓄热回路中设置有能够实现熔盐蓄热的第一换热器且放热回路中设置有能够实现熔盐放热供暖的第二换热器；/n保温基础模块，布置在储罐模块底部并且包括能够辅助蓄放热的保温基础层。/n

【技术特征摘要】
1.一种单罐熔盐储能供暖系统，其特征在于，包括：
储罐模块，包括熔盐储罐和能够从熔盐储罐中抽取熔盐的熔盐循环泵；
蓄放热模块，包括分别将从熔盐储罐中抽取的熔盐进行蓄热处理和放热供暖处理并将处理后熔盐返回熔盐储罐的蓄热回路和放热供暖回路，所述蓄热回路中设置有能够实现熔盐蓄热的第一换热器且放热回路中设置有能够实现熔盐放热供暖的第二换热器；
保温基础模块，布置在储罐模块底部并且包括能够辅助蓄放热的保温基础层。


2.根据权利要求1所述的单罐熔盐储能供暖系统，其特征在于，所述蓄热回路和放热供暖回路的两端分别与熔盐循环泵的熔盐输出口和熔盐储罐顶部的不同回盐口相连，所述熔盐循环泵与蓄热回路中第一换热器的出口熔盐管路之间还设置有熔盐旁路，所述熔盐旁路中设置有第三熔盐控制阀。


3.根据权利要求1所述的单罐熔盐储能供暖系统，其特征在于，所述蓄热回路中沿着熔盐流动方向设置有调节阀、流量计、第一熔盐控制阀和第一换热器，所述放热供暖回路中沿着熔盐流动方向设置有调节阀、流量计、第二熔盐控制阀和第二换热器，其中，所述蓄热回路与放热供暖回路共用所述调节阀和流量计。


4.根据权利要求1所述的单罐熔盐储能供暖系统，其特征在于，所述蓄放热模块布置在高于储罐模块设置的储热平台上，蓄热回路和放热供暖回路中的熔盐管路配备有电伴热带，其中，所述第一换热器为电加热器、电极炉或太阳能吸热器，所述第二换热器的放热换热介质为供暖回水。


5.根据权利要求1所述的单罐熔盐储能供暖系统，其特征在于，所述单罐熔盐储能供暖系统还包括与储罐模块、蓄放热模块和保温基础模块中的通电组件电连接的控制单元；所述储罐模块的熔盐储罐中还设置有电加热器、熔盐分配集箱以及若干个布置在熔盐储罐内壁面上的第一温度测点，所述熔盐储罐铺设有保温层并且包括罐顶保温层、罐壁保温层和罐底基础保温层，所述熔盐分配集箱的熔盐入口分别通过和熔盐储罐顶部的不同回盐口相连的罐内熔盐管路与蓄热回路和放热供暖回路相连。


6.根据权利要求1所述的单罐熔盐储能供暖系统，其特征在于，所述保温基础层包括上层的复合保温层和下层的混凝土基础层，所述复合保温层由承重环墙、...

【专利技术属性】
技术研发人员：程虎，肖欣悦，韦耿，
申请(专利权)人：东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51