显热储热-潜热储热耦合的储热供汽系统及其运行方法技术方案

本发明专利技术公开了一种显热储热

【技术实现步骤摘要】
显热储热
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潜热储热耦合的储热供汽系统及其运行方法


[0001]本专利技术涉及储能
，尤其是涉及一种显热储热
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潜热储热耦合的储热供汽系统及其运行方法。

技术介绍

[0002]堆积床是一种紧凑高效的储热换热一体化装置，其结构为在容器内填充颗粒状的储热介质，储热介质按一定方式堆积放置，其间形成缝隙可供流体通过。当热流体通过堆积床时，储热介质被热流体加热，温度升高实现储热；当冷流体通过堆积床时，储热介质被冷流体冷却，温度降低实现放热。堆积床储热过程的热源可以是太阳能、工业余热等，也可以是利用风电、光伏等产生的电能，其放热过程可用于供热、供水蒸气或利用热力学循环发电。
[0003]随着碳中和“3060”的不断推行，我国各种高耗能企业对清洁供热的需求不断增大。工业蒸汽作为工业的重要能源，通常的来源是工厂的自备电厂直接加热液态水，但在提倡碳中和的今天，这种方式成本过高，无法在峰电和平电的时候利用。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种显热储热
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潜热储热耦合的储热供汽系统。本专利技术的实施例还提出一种显热储热
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潜热储热耦合的储热供汽系统的运行方法。
[0005]本专利技术一方面实施例提供的显热储热
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潜热储热耦合的储热供汽系统，其特征在于，包括：加热器、显热供热设备、堆积床和储水装置，所述加热器用于将电能转化为热能，所述加热器与所述显热储热设备连通以将热量储存在所述显热储存设备内，所述显热储存设备内设有换热管，所述换热管的入口与所述储水装置连通，所述换热管的出口与所述堆积床入口连通，所述堆积床内填充有相变材料，所述堆积床的蒸汽出口与所述换热管连通，还与蒸汽用户连通。
[0006]本专利技术实施例提供的显热储热
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潜热储热耦合的储热供汽系统将显热储热设备作为主要的储热和供蒸汽设备产生饱和蒸汽，堆积床作为过热和稳定出口温度的设备进行蒸汽过热和控温。利用低谷电或清洁能源产热，并将热能储存起来，在白天峰电、平电时将热能释放，产生的过热蒸汽为各种工业或其它用户提供热源。本专利技术实施例提供的储热供汽系统将显热储热和堆积床的潜热储热相结合，实现利用低谷电清洁提供蒸汽，是一种低碳、节能的供汽方式，解决了工业蒸汽用户无法使用低价蒸汽的问题，降低了工业蒸汽用户的用热成本，具有较大的经济价值。
[0007]在一些实施例中，所述显热供热设备包括外壳，所述外壳内部空腔填充有液体储热介质，所述加热器与所述外壳的内部空腔连通以使液体储热介质循环流动而吸收热量，所述换热管穿过所述液体储热介质。
[0008]在一些实施例中，所述液体储热介质为导热油或液态熔盐。
[0009]在一些实施例中，所述显热储热设备包括若干储热模块，每个所述储热模块中均设有换热管段，若干所述换热管段首尾相连组成所述换热管，且所述储热模块中的液体储热介质连通，所述加热器的出口与最上游的所述储热模块连通，所述加热器的进口与最下游的所述储热模块连通。
[0010]在一些实施例中，所述储水装置的出口与最下游的所述储热模块的换热管段连通，所述堆积床的进口与最上游的所述储热模块的换热管段连通。
[0011]在一些实施例中，所述堆积床的蒸汽出口与所述换热管的中部连通。
[0012]在一些实施例中，所述显热储热设备包括三通阀门，所述三通阀门包括第一进口、第二进口和出口，所述三通阀门设置在所述换热管中，所述第一进口与所述换热管的上游管段连通，所述出口与所述换热管的下游管段连通，所述第二进口与所述堆积床的蒸汽出口连通。
[0013]在一些实施例中，所述堆积床包括壳体，所述壳体内限定出换热腔，所述换热腔内堆积有相变材料，所述相变材料从上至下设置有多层，位于上层的相变材料的相变温度高于位于下层的相变材料的相变温度，所述相变材料的相变温度高于从堆积床中排出的蒸汽的指定温度。
[0014]在一些实施例中，储热供汽系统还包括温度传感器，所述温度传感器用于测量所述堆积床的蒸汽出口处的蒸汽温度，若蒸汽温度达到指定温度，蒸汽进入下游设备，若蒸汽温度低于指定温度，蒸汽回到所述换热管中。
[0015]本专利技术另一方面实施例提供的储热供汽系统的运作方法，所述储热供汽系统具有储热阶段和放热阶段，所述运作方法包括：
[0016]在储热阶段，新能源发电或电网的低谷电为所述加热器提供电能，所述加热器将所述显热储存设备中的液体储液介质加热至指定温度，所述储水装置向所述换热管输送液态水，液态水吸热变为高温蒸汽，高温蒸汽进入所述堆积床将热量储存在所述堆积床中之后回到所述换热管中；
[0017]在放热阶段，所述储水装置向所述换热管输送液态水，液态水吸热变为高温饱和蒸汽，高温饱和蒸汽进入所述堆积床中继续加热为过热蒸汽，若过热蒸汽温度达到指定温度，过热蒸汽供给蒸汽用户，若过热蒸汽温度未达到指定温度，返回所述换热管中继续吸热，直至达到指定温度。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例提供的显热储热
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潜热储热耦合的储热供汽系统的示意图。
[0019]图2是本专利技术实施例提供的堆积床的内部结构示意图。
[0020]附图标记：
[0021]储热供汽系统100、加热器1、显热储热设备2、液体储热介质21、换热管22、储热模块23、外壳24、堆积床3、相变材料31、壳体32、换热腔33、上筛网34、下筛网35、上腔室36、下腔室37、储水装置4、第一驱动泵6、第二驱动泵7、三通阀门8。
具体实施方式
[0022]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考
附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0023]下面根据图1
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图2描述本专利技术实施例提供的显热储热
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潜热储热耦合的储热供汽系统100。储热供汽系统100包括加热器1、显热储热设备2、堆积床3、储水装置4。
[0024]加热器1用于将电能转化为热能。其中电能可以来源于为电网的低谷电，电能来源还可以是风电、光伏、电网等的一种或多种组合。显热储热设备2内流动有液体储热介质21，液体储热介质21用于储存显热。堆积床3内部堆积有相变材料31，相变材料31相变用于储存潜热。储水装置4用于储存液态水，液态水作为产生蒸汽的原料。
[0025]加热器1与显热储热设备2连通，液体储热介质21在加热器1与显热储热设备2之间循环流动，以使热量储存在显热储热设备2中。液体储热介质21流经加热器1时，热量逐渐传递至液体储热介质21中，液体储热介质21的温度不断升高，回到显热储热设备2中将热量储存起来，形成循环加热，直至液体储热介质21被加热至指定温度，从而将加热器1产生的热量储存在显热储热设备2中。液体储热介质21可以是导热油、液态熔盐等，其作用为储热。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种显热储热
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潜热储热耦合的储热供汽系统，其特征在于，包括：加热器、显热供热设备、堆积床和储水装置，所述加热器用于将电能转化为热能，所述加热器与所述显热储热设备连通以将热量储存在所述显热储存设备内，所述显热储存设备内设有换热管，所述换热管的入口与所述储水装置连通，所述换热管的出口与所述堆积床入口连通，所述堆积床内填充有相变材料，所述堆积床的蒸汽出口与所述换热管连通，还与蒸汽用户连通。2.根据权利要求1所述的显热储热
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潜热储热耦合的储热供汽系统，其特征在于，所述显热供热设备包括外壳，所述外壳内部空腔填充有液体储热介质，所述加热器与所述外壳的内部空腔连通以使液体储热介质循环流动而吸收热量，所述换热管穿过所述液体储热介质。3.根据权利要求2所述的显热储热
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潜热储热耦合的储热供汽系统，其特征在于，所述液体储热介质为导热油或液态熔盐。4.根据权利要求2或3所述的显热储热
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潜热储热耦合的储热供汽系统，其特征在于，所述显热储热设备包括若干储热模块，每个所述储热模块中均设有换热管段，若干所述换热管段首尾相连组成所述换热管，且所述储热模块中的液体储热介质连通，所述加热器的出口与最上游的所述储热模块连通，所述加热器的进口与最下游的所述储热模块连通。5.根据权利要求4所述的显热储热
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潜热储热耦合的储热供汽系统，其特征在于，所述储水装置的出口与最下游的所述储热模块的换热管段连通，所述堆积床的进口与最上游的所述储热模块的换热管段连通。6.根据权利要求1或5所述的显热储热
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潜热储热耦合的储热供汽系统，其特征在于，所述堆积床的蒸汽出口与所述换热管的中部连通。7.根据权利要求6所述的显热储热
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潜热储热耦合的储热供汽系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：田健，毛霖，常涛，王际辉，韩雨辰，白宁，姜晓霞，王祎洋，李远庆，赵磊，吴瀛坤，
申请(专利权)人：国家电投集团科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：