用于储存能量的装置制造方法及图纸

一种用于储存能量的装置，该装置包括充热物质(4)和传热通道(3)，该装置还包括适于加热充热物质(4)的加热构件(11)。该装置包括锅炉，该锅炉属于废弃燃烧发电厂并通过至少部分地用充热物质(4)填充该锅炉而转换为热能储存器(2)。(2)。(2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于储存能量的装置


[0001]本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所公开的用于储存能量的装置。在本申请中，根据本专利技术的装置在下文中也将被称为“根据本专利技术的解决方案”。该解决方案利用废弃的或以其他方式无用的燃烧发电厂等、锅炉和与其相关联的基础设施以及电网连接。

技术介绍

[0002]能源的低廉价格和可用性使我们现在的生活方式和生活水平成为可能，但能源解决方案总是在不同程度上存在滥用和污染自然的问题。随着以前的石油储量逐渐枯竭，人们越来越多地从海底钻探石油，以便找到新的石油储量。从海底钻探石油是昂贵的，此外，该过程涉及环境灾难的高风险。化石能量源的缺点包括其有限的可用性、环境破坏和空气污染。因此，自然要寻找新的、低污染且可再生的能源生产解决方案。众所周知，这些低污染且可再生的解决方案包括例如风能和太阳能。然而，它们都存在依赖于天气条件的问题，并且容易受到所产生能量的数量变化巨大的影响。通过引入新的大型风车，风车产生的电力与其他能源生产方法相比已具有竞争力。因此，假设在许多国家，风能的份额将增加，这反过来又导致需要负载跟踪。
[0003]煤炭是在巨大矿山地下中开采出来的，这对环境产生了不利影响。燃烧煤炭会导致大量的二氧化碳排放，这显然是气候变化的主要原因。因此，许多国家正在关闭其大量燃煤发电厂。燃煤发电厂和锅炉发电厂通常具有与其相关的主要基础设施，借助于本专利技术，其可能在经济上有利可图，在工厂关闭之后也是如此。
[0004]在风能生产方面存在很大差异，导致其价格也有所不同，部分原因是值得关注的应用电力储备数量仍然很少。随着能源生产越来越多地转向可再生太阳能、波浪能和风能，预计电价会出现更大的变化。根据本专利技术的解决方案允许在电力生产超过能源消耗时以热能的形式储存电能，并且允许在电力消耗高时释放储存的电力。根据本专利技术的解决方案的引入通过允许更有效地储存任何额外的生产并在需求高时进行消耗而对电价具有平衡效果。
[0005]根据US 2016024973 A1和JP 2000274979的用于储存能量的解决方案是已知现有技术的示例。然而，与根据本专利技术的解决方案不同，这些解决方案不利用废弃的锅炉来储存能量。

技术实现思路

[0006]专利技术目的
[0007]本专利技术旨在提供一种能够平衡电力生产和电力消耗之间的差异的装置。本专利技术允许在低消耗期间储存能量并在低消耗期间以电力的形式将其释放。
[0008]根据本专利技术的解决方案将燃煤发电厂或包括锅炉的一些其他发电厂从产生能量的发电厂重新利用为储存热能的发电厂、负载跟踪发电厂。
[0009]根据本专利技术的装置的特征在权利要求1的前序部分中阐述。本专利技术的其他实施例的特征在权利要求书的其余部分中阐述。
[0010]专利技术简述
[0011]根据本专利技术的装置通过利用发电厂的现有锅炉和基础设施，尤其包括具有传热通道、涡轮机和发电机的能源生产设备，来储存和释放从废弃发电厂的锅炉转化而来的热能储存器(TES)的能量。废弃的锅炉通过填充能够以热量形式储存足够量的能量的适当材料而转化为热能储存器。
[0012]本专利技术的优点
[0013]根据本专利技术的解决方案的优点是其廉价、简单并且允许废弃发电厂的锅炉和发电厂分别被迅速转换并重新利用为热能储存器(TES)和负载跟踪发电厂。本专利技术允许利用废弃发电厂的基础设施，使得一旦废弃发电厂或其基础设施就无需拆卸。另一个优点是根据本专利技术的解决方案允许使用回收的混凝土等作为锅炉的填充材料以用于储存热量。根据本专利技术的该解决方案在适用和必要的情况下利用锅炉的现有传热通道，从而避免构建新的传热通道(即介质循环管道工程)以用于新的热能储存器。填充材料支撑和密封可能在其使用寿命尽头的锅炉的传热通道，从而允许其使用更长时间。另一个优点是，当在电力生产中存在供过于求时，可以通过利用电加热对热能储存器的充热物质加热的介质来对热能储存器的充热物质进行充热。另一个优点是用于加热可充热物质的电能可以通过可再生能量源产生，例如风能、太阳能或波浪能，或者也可以通过水力发电。
附图说明
[0014]下面将参考附图通过两个示例性实施例对本专利技术进行详细说明，其中：
[0015]图1是在热能储存器被充热时根据本专利技术的装置的操作状态的示意图；
[0016]图2是在热能储存器被充热时根据本专利技术的装置的第二操作状态的示意图；
[0017]图3是在热能储存器被放热时根据本专利技术的装置的第三操作状态的示意图；以及
[0018]图4是根据本专利技术的装置的另一个可选实施例的示意图。
具体实施方式
[0019]图1是在负载跟踪发电厂1中的根据本专利技术的装置的操作状态的示意性简化视图，该负载跟踪发电厂由废弃的发电厂诸如燃煤发电厂转化而来。根据本专利技术的负载跟踪发电厂1包括热能储存器2、传热通道3(其优选地是形成闭合循环回路的管道工程)、热能充热(即储存)物质4、进料泵10和加热构件11(诸如加热电阻器)。废弃燃烧发电厂的锅炉至少部分地(优选地几乎完全)填充热能充热物质4(优选地例如由回收混凝土构成)，被用作热能储存器2。优选地，充热物质4至少设置在废弃锅炉的传热表面上。
[0020]在图1所示的情况下，热能储存器2借助于介质利用来自可再生能量源9的电能进行充热。在该示例性实施例中，能量源9是风车。在该示例性实施例中，能量源9(即风车)通过电网连接7连接到负载跟踪发电厂1。在给热能储存器2充热的这个步骤中，进料泵10适于将介质(在这种情况下为水)馈送到加热构件11。加热构件11适于加热介质并且被加热的介质适于被部分地引导到热能储存器2内的传热通道3以用于加热设置在热能储存器2内的物质4。加热构件11的效果适于为可调节的。
[0021]在充热的这个阶段，水被加热元件11汽化并且蒸汽沿着由箭头A指示的方向沿着传热通道3传输到热能储存器2。蒸汽通过传热通道3的传热表面将热能释放到充热物质4中，使物质4升温，并且蒸汽温度下降，结果是其冷凝回水。此后，冷凝水适于通过进料泵10泵送至加热构件11。重复上述过程，直到物质4热的程度使得物质4与蒸气之间的温差不足以引起蒸气相变，从而导致蒸气不再冷凝成水。在此阶段，充热过程进行到下一步。
[0022]图2示出了为热能储存器2充热的下一步。热能储存器2仍然通过介质利用来自可再生能量源9的电能进行充热。除了图1所示的部件之外，负载跟踪发电厂1还包括涡轮机5和电气设备6，该电气设备在图2所示的情况下用作电动马达。
[0023]在对热能储存器2充热的这个步骤中，涡轮机5适于将在该阶段为蒸汽的介质供应到加热构件11。加热构件11适于加热介质并且被加热的介质适于被部分地引导到热能储存器2内的传热通道3中以用于加热设置在热能储存器2内的物质4。
[0024]在充热的这个阶段，加热构件11适于加热适于沿箭头A指示的方向沿着传热通道3传输到热能储存器2的蒸汽。蒸汽通过传热通道3的传热表面将热能释放到充热物质4中，使物质4升温，并且蒸汽温度下降。此后，蒸汽适于通过由用作电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于储存能量的装置，所述装置包括充热物质(4)和传热通道(3)，所述装置还包括适于加热所述充热物质(4)的加热构件(11)，其特征在于，所述装置包括锅炉，所述锅炉属于废弃燃烧发电厂并通过至少部分地用所述充热物质(4)填充所述锅炉而转换为热能储存器(2)。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述充热物质(4)由混凝土构成，优选为回收混凝土，并且所述充热物质4至少沉积在所述废弃锅炉的所述传热表面上。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述传热通道(3)的一部分位于充热物质(4)内。4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，所述装置包括用于加热所述充热物质(4)的加热构件(11)。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述加热构件(11)连接到所述传热通道(3)以用于通过介质将热量传递给所述充热物质(4)。6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述加热元件(11)至少部分地设置在所述加热质(4)内。7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述充热物质(4)适于通过电能加热。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，用于加热所述充热物质(4)的电能优选地是通过可再生能源产生的电力。9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，包含在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：安提，
申请(专利权)人：卡勒法公司，
类型：发明
国别省市：