一种基于换热介质和谷电的固体储能系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于换热介质和谷电的固体储能系统，属于储能技术领域，包括循环系统

【技术实现步骤摘要】
一种基于换热介质和谷电的固体储能系统


[0001]本技术涉及储能
，具体涉及一种基于换热介质和谷电的固体储能系统。

技术介绍

[0002]另一方面，目前电网的谷电利用率低，造成供电系统浪费突出，研发储能技术，将谷电储存起来，在峰电时间再释放，可以节省峰电的消耗，为企业节省用电成本。
[0003]熔盐储热技术是通过高温高压蒸汽加热熔盐储能系统，将高压蒸汽热量储存起来，或利用谷电加热熔盐储能系统，防热时再转化为高压蒸汽，供给汽轮机发电，对于熔盐储热技术，目前主要是罐式储热，一般储热时间延长或增加储罐的体积，随之而然，储罐的温度均匀性会变差，能源利用率会降低，能源转化不够灵活。

技术实现思路

[0004]本技术的提供一种固体储能系统，将换热介质的热能和谷电以热能的形式进行储存，适时向外供能，用于发电、烘干、加热、拖动、制冷、供暖、供生活水，保证生产用电、用热、用冷需求，降低用电成本或其它能耗成本，该系统的能源转化灵活、稳定。
[0005]本技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种基于换热介质和谷电的固体储能系统包括循环系统、换热机构和石墨储能堆（205），所述石墨储能堆（205）、换热机构分别接在所述循环系统中，
[0006]在蓄热时，高温换热介质进入所述循环系统与所述石墨储能堆（205）换热，所述石墨储能堆用于储存高温换热介质的热能；或者高温换热介质进入所述换热机构与循环系统中的导热介质换热获得高温导热介质，高温导热介质在循环系统中流通与所述石墨储能堆（205）换热，所述石墨储能堆再储存高温导热介质的热能；
[0007]在放热时，低温换热介质进入所述循环系统与所述石墨储能堆（205）换热，低温换热介质获得热能用于向外供热或做功(发电、烘干、加热、拖动、制冷、供暖、供生活水)；或者石墨储能堆与循环系统中的导热介质换热获得高温导热介质，高温导热介质再进入所述换热机构与低温介质换热获得相应的高温介质用于向外供热或做功(发电、烘干、加热、拖动、制冷、供暖、供生活水)。
[0008]作为本申请的优选实施方式之一，所述石墨储能堆分别设置电加热单元，例如电加热棒，利用谷电加热石墨储能堆，让石墨储能堆以热能的方式对谷电能源进行储存。
[0009]作为本申请优选实施方式之一：所述循环系统是以熔盐作为导热介质的熔盐循环系统，所述熔盐循环系统包括第一熔盐罐、第二熔盐罐、熔盐加热器和熔盐泵以及阀，所述第一熔盐罐、换热机构、熔盐加热器、石墨储能堆、第二熔盐罐通过管道顺次连通，所述第二熔盐罐再与第一熔盐罐连通，从而构成熔盐的闭合流通回路，熔盐泵设置在管道上用于将熔盐从罐内抽出，至少在谷电期熔盐加热器和换热介质对熔盐再加热。
[0010]作为本申请优选实施方式之一：所述熔盐循环系统中包括若干石墨储能堆，所述
石墨储能堆内部盘绕换热熔盐管，流经换热熔盐管的熔盐与石墨换热，各石墨储能堆的换热熔盐管分别独立的接入所述熔盐循环系统，且在换热熔盐管与熔盐循环系统的进出管路上分别设置阀。
[0011]作为本申请优选实施方式之一：若干石墨储能堆的换热熔盐管通过熔盐支管依次串联，相互串联的两石墨储能堆中前一石墨储能堆的换热熔盐管的出口通过所述熔盐支管连接后一石墨储能堆的换热熔盐管的入口，且所述熔盐支管的管路上设置阀，以适时开闭接通或断开所述熔盐支管。
[0012]作为本申请优选实施方式之一：若干石墨储能堆分别设置加热棒，所述加热棒优选电加热棒，一方面可以直接将谷电转化为石墨储能堆的热能进行储存，另一方面通过电加热棒加热石墨储能堆可以防止低温熔盐在换热熔盐管中发生结晶，影响石墨储能堆的换热效果。再一方面可能提升能量温度。
[0013]作为本申请优选实施方式之一：换热机构包括换热外壳、熔盐盘管、蒸汽发生管网，所述换热外壳的一端作为进口、另一端作为出口，所述熔盐盘管贯穿所述换热外壳，所述熔盐盘管接入所述熔盐循环系统，在蓄热时，流经换热外壳的高温介质与流经熔盐盘管的熔盐进行换热。蒸汽发生管网包括蒸汽给水管、蒸汽换热管、蒸汽发生管，所述蒸汽换热管作为内管设置在所述熔盐盘管的管内，蒸汽换热管的入口连接所述蒸汽给水管，所述蒸汽换热管的出口连接所述蒸汽发生管，在放热时，流经熔盐盘管的熔盐与流经蒸汽换热管的低温介质进行换热，产生的高温介质汇入蒸汽发生管。
[0014]上述换热机构对应的换热方式：蓄热时，熔盐作为管程介质与壳程介质发生换热，可以充分将高温换热介质的热能转移给熔盐；放热时，熔盐作为壳程介质与管程介质发生换热，又可以充分将熔盐的热能转移给低温介质，从而获得高品位的高温介质，用于对外做功或供热。
[0015]进一步地，蒸汽给水管和蒸汽发生管之间设置若干支并联的蒸汽换热管，所述熔盐盘管相应的分为若干段顺次串联的熔盐盘管段，若干蒸汽换热管一一对应贯穿在若干熔盐盘管段的管程内。对于放热过程，考虑到熔盐温度较高，为了提高换热效率，充分释放熔盐的热能，将蒸汽换热管设置为并联的方式，按照熔盐盘管中熔盐流经方向分若干段在熔盐全换热流程进行换热，充分释放熔盐热能。
[0016]本技术的固体储能系统的储能方法：
[0017]在谷电期间固体储能系统蓄热：利用熔盐泵将熔盐从第一熔盐罐、第二熔盐罐中抽出，熔盐在熔盐循环系统中循环流动，高温介质（例如高温蒸汽、高温烟气等）进入换热机构与熔盐换热，从换热机构出来的熔盐流经熔盐加热器利用谷电进一步加热熔盐，循环系统中的熔盐（作为导热介质）对若干石墨储能堆先后加热，若干石墨储能堆中相邻两石墨储能堆中前一石墨储能堆的换热熔盐管先接入系统，熔盐对前一石墨储能堆加热，待前一石墨储能堆的温度t1达到T0以上时，接通前一石墨储能堆与相邻后一石墨储能堆的换热熔盐管使串联，流出前一石墨储能堆的熔盐进入后一石墨储能堆对后一石墨储能堆加热，直至前一石墨储能堆的温度t1达到T
’
，系统与前一石墨储能堆断开而直接与后一石墨储能堆接通对后一石墨储能堆加热，直至后一石墨储能堆的温度t2达到T0以上时，再往后串联相邻的石墨储能堆，以此类推，直至末端石墨储能堆的温度达到T0以上时，此时第二熔盐罐开始储存熔盐，直至末端石墨储能堆的温度达到T
’
，完成全部石墨储能堆的蓄热；
[0018]在峰电期间固体储能系统放热：利用熔盐泵将熔盐从第一熔盐罐、第二熔盐罐中抽出，熔盐在熔盐循环系统中循环流动，若干石墨储能堆先后接入系统，熔盐流经当前接入系统的石墨储能堆的换热熔盐管进行换热，加热后的熔盐进入换热机构与进入换热机构的低温介质换热产生高品位的高温介质用于向外做功或供热，待当前石墨储能堆的温度降至T0以下时，系统与当前石墨储能堆断开完成当前石墨储能堆的放热，以此依次进行全部石墨储能堆的放热。
[0019]当然，在蓄热时，高温介质（例如高温蒸汽、高温烟气、热风等）也可以直接进入系统直接与石墨储能堆换热，石墨储能堆直接将高温介质的热能进行储存；在放热时，低温介质（例如水、低品位蒸汽）也可以直接进入系统直接与石墨储能堆换热，石墨储能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于换热介质和谷电的固体储能系统，其特征在于：包括循环系统、换热机构和石墨储能堆(205)，所述石墨储能堆(205)、换热机构分别接在所述循环系统中，在蓄热时，高温换热介质进入所述循环系统与所述石墨储能堆(205)换热，所述石墨储能堆用于储存高温换热介质的热能；或者高温换热介质进入所述换热机构与循环系统中的导热介质换热获得高温导热介质，高温导热介质在循环系统中流通与所述石墨储能堆(205)换热，所述石墨储能堆再储存高温导热介质的热能；在放热时，低温换热介质进入所述循环系统与所述石墨储能堆(205)换热，低温换热介质获得热能用于向外供热或做功；或者石墨储能堆与循环系统中的导热介质换热获得高温导热介质，高温导热介质再进入所述换热机构与低温介质换热获得相应的高温介质用于向外供热或做功。2.根据权利要求1所述的基于换热介质和谷电的固体储能系统，其特征在于：所述石墨储能堆分别设置电加热单元，利用谷电加热石墨储能堆。3.根据权利要求1所述的基于换热介质和谷电的固体储能系统，其特征在于：所述循环系统是以熔盐作为导热介质的熔盐循环系统，所述熔盐循环系统包括第一熔盐罐(201)、第二熔盐罐(202)、熔盐加热器(204)和熔盐泵(203)以及阀，所述第一熔盐罐(201)、换热机构、熔盐加热器(204)、石墨储能堆(205)、第二熔盐罐(202)通过管道顺次连通，所述第二熔盐罐(202)再与第一熔盐罐(201)连通，从而构成熔盐的闭合流通回路，熔盐泵(203)设置在管道上用于将熔盐从罐内抽出，至少在谷电期熔盐加热器对熔盐再加热。4.根据权利要求3所述的基于换热介质和谷电的固体储能系统，其特征在于：所述熔盐循环系统中包括若干石墨储能堆(205)，所述石墨储能堆(205)内部盘绕换热熔盐管(2051...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴德忠，汤胜军，吴叶波，
申请(专利权)人：江苏叶茂厨卫科技有限公司，
类型：新型
国别省市：