本申请提出一种基于流化床的固体颗粒储能装置，包括流化床充热装置(1)、流化床放热装置(3)和储能罐(2)。所述流化床充热装置(1)使固体颗粒充热过程中固体颗粒处于流化状态，床内布置有用于加热固体颗粒的电极(12)；储能罐(2)设置于所述流化床充热装置(1)和所述流化床放热装置(3)之间，储能罐(2)用于储存加热后的固体颗粒，并连接有空压机(21)，能够对所述储能罐(2)充气加压；所述流化床放热器装置(3)使固体颗粒放热过程中所述固体颗粒处于流化状态，并通过所述换热管束(36)将水加热为水蒸气。本申请的基于流化床的固体颗粒储能装置能够实现快速储能和快速放热，放热负荷高，占用空间较小。空间较小。空间较小。
【技术实现步骤摘要】
基于流化床的固体颗粒储能装置
[0001]本申请属于能源存储领域，特别涉及一种基于流化床的固体颗粒储能装置。
技术介绍
[0002]新型低碳能源是满足全球经济发展和相关能源需求增长的长期解决方案，新型低碳能源还可以降低温室气体排放。传统化石燃料燃烧和核反应对环境有害，它们的可用性是有限的。可再生能源具有无限可用的优势，它们可以以尊重环境的方式获得，通过一些技术利用可再生能源能够为电网提供稳定和可调度的电能。
[0003]风力发电和光伏发电已经是成熟且具有成本效益的技术。近年来，我国的风力发电和太阳能光伏发电的装机容量占比不断提高，能够覆盖年度能源峰值需求的20％左右。然而，这两种技术的主要缺点是它们的间歇性和不可预测性。
[0004]储能技术是推动可再生能源从替代能源走向主体能源的关键，双罐熔盐系统是目前商用的热能存储(TES，thermal energy storage)中一种经过验证的技术，可以在用电峰值时间维持电力生产。但是，熔盐的温度通常在290℃至565℃之间，这个温度范围对系统有很大的限制，超过565℃后盐开始热分解，这限制了储能效率。
[0005]专利CN115199495A公开了一种耦合储热与重力蓄能的流沙储能系统及运行方法，其使用太阳能加热沙子，储热依赖于天气，系统整体不够稳定并且利用太阳能加热需要沙子尽量平铺开，需要占用较大空间。
技术实现思路
[0006]本申请旨在提出一种基于流化床的固体颗粒储能装置，可以快速存储能量，并且设备占用空间较小。
[0007]本申请的实施方式提出一种基于流化床的固体颗粒储能装置，包括流化床充热装置，所述流化床充热装置包括：
[0008]流化床充热器，所述流化床充热器形成有空腔，所述空腔内设置有充热器布风板，所述充热器布风板能够承托固体颗粒，
[0009]充热鼓风机，所述充热鼓风机设置为向所述充热器布风板供应气体，所述气体能够使所述固体颗粒处于流化状态，
[0010]电极，所述电极插入所述流化床充热器的内部，所述电极位于所述充热器布风板的上方，所述电极能够加热所述固体颗粒。
[0011]在至少一个可能的实施方式中，所述流化床充热装置还包括空气换热器，所述流化床充热器和所述充热鼓风机均连接于所述空气换热器，在所述空气换热器中，所述流化床充热器排出的废气加热将要被通入所述流化床充热器的气体。
[0012]在至少一个可能的实施方式中，所述流化床充热装置包括第一流化床充热器和第二流化床充热器，所述第一流化床充热器和所述第二流化床充热器串联，
[0013]所述固体颗粒能够从所述第一流化床充热器流出后通向所述第二流化床充热器，
所述气体能够从所述第一流化床充热器流出后通向所述第二流化床充热器。
[0014]在至少一个可能的实施方式中，还包括流化床放热装置，所述流化床放热装置包括流化床放热器和放热鼓风机，
[0015]所述流化床放热装置连接于所述流化床充热装置，使加热后的所述固体颗粒通入所述流化床放热器，
[0016]所述流化床放热器包括流化床罐体和放热器布风板所述放热器布风板设置于所述流化床罐体的内部，所述放热器布风板能够承托固体颗粒，所述放热鼓风机设置为向所述放热器布风板供应气体，所述气体能够使所述固体颗粒处于流化状态，所述固体颗粒能够将热量传递给所述气体。
[0017]在至少一个可能的实施方式中，所述流化床放热器还包括进气管和料管，
[0018]所述进气管和所述料管均竖直地插入所述流化床罐体，所述进气管位于所述料管的上方，所述进气管的管径小于所述料管的管径，所述进气管部分地插入所述料管，所述料管穿过所述放热器布风板，
[0019]所述进气管设置有第一流化床放热器进气口，所述流化床罐体设置有第二流化床放热器进气口，所述第二流化床放热器进气口位于所述放热器布风板的下方，
[0020]在所述料管中，所述固体颗粒的流动方向和所述气体的流动方向相同。
[0021]在至少一个可能的实施方式中，所述流化床放热器设置有多个所述放热器布风板，多个所述放热器布风板沿所述流化床放热器的竖直方向间隔设置，除最下层以外其余的所述放热器布风板设置有漏料孔，所述放热器布风板承托的所述固体颗粒能够通过所述漏料孔漏到下一层的所述放热器布风板，所述固体颗粒从最上层的所述放热器布风板依次向下层的所述放热器布风板流动，
[0022]在所述流化床放热器中，所述固体颗粒的流动方向和所述气体的流动方向相反。
[0023]在至少一个可能的实施方式中，所述流化床放热装置还包括换热管束，所述换热管束设置于所述流化床放热器的内部，所述换热管束用于输送水，所述流化床放热器的内部的固体颗粒能够将热量传递给所述换热管束，使所述换热管束(36)内的水加热为水蒸气。
[0024]在至少一个可能的实施方式中，所述流化床放热装置还包括水预热器，所述流化床放热器和所述换热管束均连接于所述水预热器，所述流化床放热器排出的废气用于预加热将要被通入所述换热管束的水。
[0025]在至少一个可能的实施方式中，所述流化床放热装置还包括空气预热器，所述水预热器和所述流化床放热器均连接于所述空气预热器，在所述空气预热器中，所述水预热器排出的废气用于预加热将要被通入所述流化床放热器的气体。
[0026]在至少一个可能的实施方式中，还包括储能罐，所述储能罐设置于所述流化床充热装置和所述流化床放热装置之间，所述储能罐用于储存加热后的固体颗粒，
[0027]所述储能罐连接有空压机，所述空压机能够对所述储能罐充气加压。
[0028]通过采用上述技术方案，流化床充热器利用电极可以快速地对大量固体颗粒加热，实现快速储能，固体颗粒可以流经流化床充热器来加热，流化床充热器的占用空间较小。
附图说明
[0029]图1示出了根据本申请的实施方式的基于流化床的固体颗粒储能装置的结构示意图。
[0030]图2示出了根据本申请的实施方式的基于流化床的固体颗粒储能装置的流化床充热装置的结构示意图。
[0031]图3示出了根据本申请的另一个实施方式的基于流化床的固体颗粒储能装置的流化床放热器的结构示意图。
[0032]图4示出了根据本申请的又一个实施方式的基于流化床的固体颗粒储能装置的流化床放热器的结构示意图。
[0033]图5示出了根据本申请的实施方式的基于流化床的固体颗粒储能装置的工作流程图。
[0034]附图标记说明
[0035]1流化床充热装置
[0036]11流化床充热器111流化床充热器进料口112流化床充热器出料口113流化床充热器进气口114流化床充热器出气口115充热器布风板
[0037]11A第一流化床充热器111A第一流化床充热器进料口112A第一流化床充热器出料口113A第一流化床充热器进气口114A第一流化床充热器出气口
[0038]11B第二流化床充热器111B第二流化床充热器进料口11本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于流化床的固体颗粒储能装置，其特征在于，包括流化床充热装置(1)，所述流化床充热装置(1)包括：流化床充热器(11)，所述流化床充热器(11)形成有空腔，所述空腔内设置有充热器布风板(115)，所述充热器布风板(115)能够承托固体颗粒，充热鼓风机(13)，所述充热鼓风机(13)设置为向所述充热器布风板(115)供应气体，所述气体能够使所述固体颗粒处于流化状态，电极(12)，所述电极(12)插入所述流化床充热器(11)的内部，所述电极(12)位于所述充热器布风板(115)的上方，所述电极(12)能够加热所述固体颗粒。2.根据权利要求1所述的基于流化床的固体颗粒储能装置，其特征在于，所述流化床充热装置(1)还包括空气换热器(14)，所述流化床充热器(11)和所述充热鼓风机(13)均连接于所述空气换热器(14)，在所述空气换热器(14)中，所述流化床充热器(11)排出的废气加热将要被通入所述流化床充热器(11)的气体。3.根据权利要求1所述的基于流化床的固体颗粒储能装置，其特征在于，所述流化床充热装置(1)包括第一流化床充热器(11A)和第二流化床充热器(11B)，所述第一流化床充热器(11A)和所述第二流化床充热器(11B)串联，所述固体颗粒能够从所述第一流化床充热器(11A)流出后通向所述第二流化床充热器(11B)，所述气体能够从所述第一流化床充热器(11A)流出后通向所述第二流化床充热器(11B)。4.根据权利要求1所述的基于流化床的固体颗粒储能装置，其特征在于，还包括流化床放热装置(3)，所述流化床放热装置(3)包括流化床放热器(31)和放热鼓风机(34)，所述流化床放热装置(3)连接于所述流化床充热装置(1)，使加热后的所述固体颗粒通入所述流化床放热器(31)，所述流化床放热器(31)包括流化床罐体(315)和放热器布风板(316)所述放热器布风板(316)设置于所述流化床罐体(315)的内部，所述放热器布风板(316)能够承托固体颗粒，所述放热鼓风机(34)设置为向所述放热器布风板(316)供应气体，所述气体能够使所述固体颗粒处于流化状态，所述固体颗粒能够将热量传递给所述气体。5.根据权利要求4所述的基于流化床的固体颗粒储能装置，其特征在于，所述流化床放热器(31)还包括进气管(317)和料管(318)，所述进气管(317)和所述料管(318)均竖直地插入所述流化床罐体(315)，所述进气管(317)位于所述料管(318)的上方，所述进气管(317)的管径小于所述料管(318)的管径，所述进气...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晨曦，鲁峰，白浩隆，朱畅，魏飞，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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