一种基于地热能的深井换热式液流电池系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于地热能的深井换热式液流电池系统，所述系统包括深井、电池、液泵、换热组件(即储罐)和管路。所述换热组件与所述电池和管道连通，用于盛放电解液；所述深井用于容置所述换热组件。本发明专利技术液流电池系统由换热组件和深井构成了深井换热器，采用深井换热器替代电解液储罐，具备给电解液升温功能，可替代系统加热器；换热组件位于地下，不占用系统面积；将地热能利用与现有液流电池常规系统有机结合，减少系统复杂度和占地面积，降低运行成本。低运行成本。低运行成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于地热能的深井换热式液流电池系统


[0001]本专利技术属于电化学储能
，特别涉及一种基于地热能的深井换热式液流电池系统。

技术介绍

[0002]随着新能源和智能电网的发展以及相应政策的鼓励，大容量长时间储能技术已进入快速发展期。在多种储能技术中，液流电池的特点显著，其更加适合长时间、大规模、大容量的储能应用场合，日益受到重视，发展较为成熟的有全钒液流电池、锌溴液流电池以及铁铬液流电池。但液流电池能量密度较低，系统占地面积较大，部分液流电池系统运行需要较高温度，系统投资成本及运行成本较大。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术提供一种基于地热能的深井换热式液流电池系统，能够有效降低了占地面积、运行及投资成本。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种基于地热能的深井换热式液流电池系统，所述系统包括电池、换热组件和深井，
[0006]所述换热组件与所述电池的管道连通，用于盛放电解液；
[0007]所述深井用于容置所述换热组件。
[0008]优选地，所述换热组件包括外套管和内套管，所述内套管悬空设于外套管内，所述内套管和外套管之间设有外环腔，所述内套管内部设有内环腔，所述外环腔与所述内环腔连通。
[0009]优选地，所述换热组件包括正极换热组件和负极换热组件，所述正极换热组件和所述负极换热组件分别位于两个所述深井内，所述两个深井隔开设置，所述正极换热组件与所述电池的管道连通形成正极循环闭路，所述负极换热组件与所述电池的管道连通形成负极循环闭路，所述正极循环闭路和所述负极循环闭路上均设有循环泵。
[0010]优选地，所述内套管内壁上设有防腐层。
[0011]优选地，所述外套管外壁设有防腐蚀套管，所述外套管通过所述防腐蚀套管固定于所述深井内。
[0012]优选地，所述电池上设有正极进液口、正极出液口、负极进液口和负极出液口，所述正极进液口与所述正极换热组件的内环腔管道连通，所述正极出液口与所述正极换热组件的外环腔管道连通；所述负极进液口与所述负极换热组件的内环腔管道连通，所述负极出液口与所述负极换热组件的外环腔管道连通。
[0013]优选地，还包括储罐，所述正极换热组件和所述负极换热组件均与所述储罐连通。
[0014]优选地，还包括热泵和换热器，所述热泵和换热器沿所述内环腔至电池的方向依次设于所述内环腔和电池之间。
[0015]优选地，所述深井由打井构建或废弃井改造。
[0016]本专利技术技术方案具有以下有益效果：本专利技术深井换热式液流电池系统由换热组件和深井构成了深井换热器，采用深井换热器替代电解液储罐，具备防腐蚀功能；深井换热器具备给电解液升温功能，可替代系统加热器；深井换热器尺寸可根据系统所需温度、容量进行调整；深井换热器的构建可采用打井或废弃井改造，可大大降低系统投资成本；深井换热式液流电池系统扩容可采用加深竖井深度、构建水平井、构建井丛或增加深井换热器数量实现；深井换热器位于地下，不占用系统面积。本专利技术液流电池系统将地热能利用与现有液流电池常规系统有机结合，减少系统复杂度和占地面积，降低运行成本。
[0017]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1示出了本专利技术的基于地热能的深井换热式液流电池系统的结构示意图一；
[0020]图2示出了本专利技术的基于地热能的深井换热式液流电池系统的结构示意图二；
[0021]图中：1、电池；2、正极换热组件；3、负极换热组件；4、循环泵；5、外环腔；6、内环腔。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本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，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]实施例1
[0024]一种基于地热能的深井换热式液流电池系统，示例性地，如图1所示，所述系统包括电池1、正极换热组件2、负极换热组件3、正极循环管路、负极循环管路和两个深井，两个深井隔开设置，间隔距离可依据深井换热长期采热数值模拟得到，正极换热组件2和负极换热组件3分别位于两个深井内，所述正极换热组件2与所述电池管道连通形成正极循环闭路，所述负极换热组件3与所述电池管道连通形成负极循环闭路，所述正极循环闭路和所述负极循环闭路上均设有循环泵4；正极换热组件2和负极换热组件3均由外套管和内套管组成，成井方式采用单开、二开或三开钻井，外套管为防腐蚀材质套管(外套管可以是金属加防腐层，也可是自身为防腐材料的套管，例如玻璃钢、耐高温高压塑料，示例性地本实施例外套管选用防腐蚀材质套管)，采用高热导率材料进行固井，使得岩层与外套管完全贴合；内套管为低热导率防腐蚀材质，可为单层、双层、双层内真空形式，利用扶正器、固定器等工具悬空置于外套管内，且底部不接触井底；内套管和外套管之间设有外环腔5，内套管内部设有内环腔6，内套管内壁上设有防腐层。
[0025]进一步地，所述电池上设有正极进液口、正极出液口、负极进液口和负极出液口，所述正极进液口与所述正极换热组件2的内环腔6管道连通，所述正极出液口与所述正极换热组件2的外环腔5管道连通；所述负极进液口与所述负极换热组件3的内环腔6管道连通，所述负极出液口与所述负极换热组件的外环腔5管道连通。深井由打井构建或废弃井改造，正极、负极换热组件构建井径、深度可根据液流电池1系统所需温度、容量进行调整。
[0026]进一步地，所述系统还包括储罐，储罐与正极换热组件2、负极换热组件3连通。当正极、负极换热组件电解液容量不能满足需求，可通过储罐内存储的电解液供应；在不影响长期取热功率的条件下也可通过增加换热组件数量实现增容。
[0027]本专利技术的深井换热式液流电池1系统工作原理如下：系统运行时，当地热温度满足使用需求时，通过循环泵4将正极电解液从正极换热组件2的内环腔6中抽出由正极进液口打入电池1正极，将负极电解液从负极换热组件3的内环腔6中抽出由负极进液口打入电池1负极，电解液经过电池1降温后，电池1正极电解液经正极出液口通过管道流入正极换热组件2的外环腔5内，从外环腔5流至地层深部的过程中，吸收周围地层热量，再经由通孔流向正极换热组件2的内环腔6，形成正极闭路循环；同理，电池1负极电解液经负极出液口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于地热能的深井换热式液流电池系统，其特征在于，所述系统包括电池、换热组件和深井，所述换热组件与所述电池的管道连通，用于盛放电解液；所述深井用于容置所述换热组件。2.根据权利要求1所述的基于地热能的深井换热式液流电池系统，其特征在于，所述换热组件包括外套管和内套管，所述内套管悬空设于外套管内，所述内套管和外套管之间设有外环腔，所述内套管内部设有内环腔，所述外环腔与所述内环腔连通。3.根据权利要求2所述的基于地热能的深井换热式液流电池系统，其特征在于，所述换热组件包括正极换热组件和负极换热组件，所述正极换热组件和所述负极换热组件分别位于两个所述深井内，所述两个深井隔开设置，所述正极换热组件与所述电池的管道连通形成正极循环闭路，所述负极换热组件与所述电池的管道连通形成负极循环闭路，所述正极循环闭路和所述负极循环闭路上均设有循环泵。4.根据权利要求2所述的基于地热能的深井换热式液流电池系统，其特征在于，所述内套管内壁上设有防腐层。5.根据权利要求2所述的基于地热能的深井换热...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙雨潇，李晶，赵金，何腾飞，江小松，李京浩，
申请(专利权)人：北京和瑞储能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：