本发明专利技术公开了一种以水为介质的储热放热装置及储热放热方法，所述储热放热装置包括：水箱、增压水泵、储热换热器和高压储热罐；高压储热罐的第一进水口用于输入吸热后的水，第二进水口用于输入另一部分增压后的水；其中，储热放热装置进行储热时，高压储热罐输入的增压后的水用于使高压储热罐存储的水蒸汽冷凝，以平衡由于吸热后的水输入所导致的高压储热罐内水压变化；储热放热装置进行放热时，出水口用于输出储热水，蒸汽进口用于输入水蒸汽，以平衡由于储热水输出所导致的高压储热罐内水压变化。本发明专利技术利用水的蒸发、凝结变化能够维持储热罐水压稳定，可提高系统储热效果，且具有较好的安全性。有较好的安全性。有较好的安全性。
【技术实现步骤摘要】
一种以水为介质的储热放热装置及储热放热方法
[0001]本专利技术属于储能
，具体涉及一种以水为介质的储热放热装置及储热放热方法。
技术介绍
[0002]储能技术的应用可在很大程度上解决新能源发电的波动性与间歇性等弊端，有效解决移峰填谷的技术难题，近年来受到了越来越多的重视。
[0003]目前，现有储能系统常用的储热介质包括水、熔融盐及导热油，这三种储热介质均存在一定的弊端。具体解释性的，当储热温度等级较低时，熔融盐会发生凝固，堵塞管道，不利于储能系统的安全稳定运行；导热油虽然能够适用于较宽的温度范围，但是其存在易燃的弊端，对储能系统的安全性造成威胁；利用水作为储热介质，可以有效避免堵塞管道和易燃的弊端，具有较高的发展潜力。
[0004]现有技术中，采用水作为储热介质尚存在以下技术缺陷，储热罐通常为恒容容器，储热水量流出进行热量释放的过程中，储热罐中的储热水量逐渐减少，水压会逐渐降低，会导致液态水闪蒸为气态，造成储热罐内压力大幅度波动，影响储能系统储热效果，严重的甚至威胁储能系统安全。
[0005]综上所述，为了规避以水作为储热介质时储能系统存在的技术缺陷，亟需一种新的以水为介质的储热放热装置。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提供一种以水为介质的储热放热装置及储热放热方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本专利技术提供的技术方案中，利用水的蒸发、凝结变化能够维持储热罐水压稳定，可提高系统储热效果，且具有较好的安全性。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术第一方面提供的一种以水为介质的储热放热装置，包括：
[0009]水箱，用于存储低温低压的待换热的水；
[0010]增压水泵，用于输入所述水箱输出的水并增压，分两部分输出增压后的水；
[0011]储热换热器，所述储热换热器的冷源换热通道用于输入一部分所述增压后的水，输出吸热后的水；
[0012]高压储热罐，用于存储有预设压力的高温高压水蒸汽；所述高压储热罐设置有第一进水口、第二进水口、出水口和蒸汽进口；所述第一进水口用于输入所述吸热后的水，所述第二进水口用于输入另一部分所述增压后的水；其中，所述以水为介质的储热放热装置进行储热时，所述高压储热罐输入的增压后的水用于使所述高压储热罐存储的水蒸汽冷凝，以平衡由于吸热后的水输入所导致的高压储热罐内水压变化；所述以水为介质的储热放热装置进行放热时，所述出水口用于输出储热水，所述蒸汽进口用于输入水蒸汽，以平衡由于储热水输出所导致的高压储热罐内水压变化。
[0013]本专利技术储热放热装置的进一步改进在于，还包括：
[0014]闪蒸器，所述闪蒸器的进水口与所述高压储热罐的出水口相连通，所述闪蒸器的蒸汽出口经蒸汽泵与所述高压储热罐的蒸汽进口相连通；
[0015]放热换热器，所述放热换热器的热源换热通道进口与所述闪蒸器的出水口相连通，所述放热换热器的热源换热通道出口与所述水箱相连通。
[0016]本专利技术储热放热装置的进一步改进在于，还包括：
[0017]水轮机，所述水轮机设置于所述放热换热器和所述水箱之间，用于利用所述放热换热器的热源换热通道输出的水进行做功发电，将做功发电后的水输入所述水箱。
[0018]本专利技术储热放热装置的进一步改进在于，所述高压储热罐还设置有电加热装置，用于对所述高压储热罐进行加热。
[0019]本专利技术储热放热装置的进一步改进在于，所述水箱与所述增压水泵之间的连通管道上设置有第一控制阀，所述增压水泵与所述高压储热罐之间的连通管道上设置有第二控制阀，所述高压储热罐的出水口与所述闪蒸器的进水口之间的连通管道上设置有第三控制阀，所述高压储热罐的蒸汽进口与所述闪蒸器的蒸汽出口之间的连通管道上设置有第四控制阀，所述闪蒸器与所述放热换热器之间的连通管道上设置有第五控制阀；
[0020]初始状态下，所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、第五控制阀均关闭，所述水箱内存储低温低压水，所述高温储热罐内存储有预设压力的高温高压水蒸汽；
[0021]当储热时，打开所述第一控制阀、第二控制阀，关闭所述第三控制阀、第四控制阀、第五控制阀，所述储热放热装置进行储热工作；
[0022]当放热时，打开所述第三控制阀、第四控制阀、第五控制阀，关闭所述第一控制阀、第二控制阀，所述储热放热装置进行放热工作。
[0023]本专利技术储热放热装置的进一步改进在于，所述增压水泵的出口水压、所述高压储热罐内水蒸汽压力均大于等于所述储热换热器的冷源换热通道出口水温下的饱和压力。
[0024]本专利技术储热放热装置的进一步改进在于，所述储热放热装置进行储热工作时，
[0025]通过所述第一进水口输入所述高压储热罐的水与通过所述第二进水口输入所述高压储热罐的水满足关系，
[0026][0027]式中，m1表示第一进水口输水的质量，m2表示第二进水口输水的质量，m0表示高压储热罐内原有水蒸汽的质量，ρ1表示第一进水口输水的密度，ρ0表示高压储热罐内原有水蒸汽的密度，h1表示第一进水口输水的焓值，h2表示第二进水口输水的焓值，h0表示高压储热罐内原有水蒸汽的焓值。
[0028]本专利技术储热放热装置的进一步改进在于，所述储热放热装置进行放热工作时，
[0029]通过所述蒸汽进口输入的水蒸汽与通过所述高压储热罐的出水口输出的储热水满足关系：
[0030][0031]式中，m
l
表示高压储热罐的出水口输水的质量，m
g
表示高压储热罐的蒸汽进口输水蒸汽的质量，ρ
l
表示高压储热罐的出水口输水的密度，ρ
g
表示高压储热罐的蒸汽进口输水蒸汽的密度。
[0032]本专利技术储热放热装置的进一步改进在于，所述高压储热罐输出的储热水经放热后流入所述水箱。
[0033]本专利技术第二方面提供的一种以水为介质的储热放热方法，基于本专利技术第一方面所述的储热放热装置，所述储热放热方法包括：
[0034]若所述高压储热罐的第一进水口输入吸热后的水，则所述第二进水口输入增压后的水，使所述高压储热罐存储的水蒸汽冷凝，以平衡由于吸热后的水输入所导致的高压储热罐内水压变化；
[0035]若所述高压储热罐输出储热水，则蒸汽进口输入水蒸汽，以平衡由于储热水输出所导致的高压储热罐内水压变化。
[0036]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0037]本专利技术提供的储热放热装置，以水作为储热介质，能够实现在外界热量富裕时将多余热量储存，并在外界热量匮乏时完成热量释放，实现能量的充分利用；其中，所述高压储热罐内预设有一定压力的水蒸汽，其设置有第一进水口(用于通入吸热后的水)、第二进水口(用于通入未吸热的水)和蒸汽进口(用于补充水蒸汽)；在第一进水口通入吸热后的水的同时，通过第二进水口通入未吸热的水，通过水蒸汽凝结保证高压储热罐的水压稳定；高压储热罐内的高温水流出进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种以水为介质的储热放热装置，其特征在于，包括：水箱(1)，用于存储低温低压的待换热的水；增压水泵(2)，用于输入所述水箱(1)输出的水并增压，分两部分输出增压后的水；储热换热器(3)，所述储热换热器(3)的冷源换热通道用于输入一部分所述增压后的水，输出吸热后的水；高压储热罐(4)，用于存储有预设压力的高温高压水蒸汽；所述高压储热罐(4)设置有第一进水口、第二进水口、出水口和蒸汽进口；所述第一进水口用于输入所述吸热后的水，所述第二进水口用于输入另一部分所述增压后的水；其中，所述以水为介质的储热放热装置进行储热时，所述高压储热罐(4)输入的增压后的水用于使所述高压储热罐(4)存储的水蒸汽冷凝，以平衡由于吸热后的水输入所导致的高压储热罐(4)内水压变化；所述以水为介质的储热放热装置进行放热时，所述出水口用于输出储热水，所述蒸汽进口用于输入水蒸汽，以平衡由于储热水输出所导致的高压储热罐(4)内水压变化。2.根据权利要求1所述的一种以水为介质的储热放热装置，其特征在于，还包括：闪蒸器(5)，所述闪蒸器(5)的进水口与所述高压储热罐(4)的出水口相连通，所述闪蒸器(5)的蒸汽出口经蒸汽泵(6)与所述高压储热罐(4)的蒸汽进口相连通；放热换热器(7)，所述放热换热器(7)的热源换热通道进口与所述闪蒸器(5)的出水口相连通，所述放热换热器(7)的热源换热通道出口与所述水箱(1)相连通。3.根据权利要求2所述的一种以水为介质的储热放热装置，其特征在于，还包括：水轮机(8)，所述水轮机(8)设置于所述放热换热器(7)和所述水箱(1)之间，用于利用所述放热换热器(7)的热源换热通道输出的水进行做功发电，并将做功发电后的水输入所述水箱(1)。4.根据权利要求1所述的一种以水为介质的储热放热装置，其特征在于，所述高压储热罐(4)还设置有电加热装置，用于对所述高压储热罐(4)进行加热。5.根据权利要求2所述的一种以水为介质的储热放热装置，其特征在于，所述水箱(1)与所述增压水泵(2)之间的连通管道上设置有第一控制阀(9)，所述增压水泵(2)与所述高压储热罐(4)之间的连通管道上设置有第二控制阀(10)，所述高压储热罐(4)的出水口与所述闪蒸器(5)的进水口之间的连通管道上设置有第三控制阀(11)，所述高压储热罐(4)的蒸汽进口与所述闪蒸器(5)的蒸汽出口之间的连通管道上设置有第四控制阀(12)，所述闪蒸器(5)与所述放热换热器(7)之间的连通管道上设置有第五控制阀(13)；初始状态下，所述第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢永慧，汪晓勇，王鼎，王顺森，张荻，田自豪，范培源，陈强，王国磊，
申请(专利权)人：百穰新能源科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：
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