单罐储热系统及单罐储热方法技术方案

本发明专利技术提供一种单罐储热系统及单罐储热方法，该单罐储热系统包括储热罐(1)、换热器(2)、浮动隔热板(3)、热侧泵(5)和冷侧泵(6)；所述储热罐(1)包括筒状的罐本体、顶壁和底壁，所述顶壁密封在所述罐本体的顶端，所述底壁密封在所述罐本体的底端。通过浮动隔热板实现冷侧和热侧的热隔离，因此具有储热效果好的优点，同时冷侧泵和热侧泵均布置在液下较浅的位置，保证了系统的经济性和运行的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种储热系统，具体涉及一种。
技术介绍
随着常规能源的短缺以及人们对环境质量要求的提高，如何充分有效的利用以下两种能源成为人们研究的焦点第一种，可再生能源特别是太阳能；第二种，工业生产产生的大量余热。在利用太阳能或工业余热的过程中，存在的主要问题为能量供应的不稳定性。为克服该种缺陷，采用储能系统可以有效增加可再生能源或工业余热输出的稳定性。流体显热储热系统作为现有储能系统的一个重要设备，通常为双罐储热系统，因 此具有投资高和运行维护成本高的问题。单罐储热系统由于减少一个罐体以及相应辅助设备的投资，因此与双罐储热系统相比，具有投资低和成本低的优点。但是，常规的单罐储热系统利用液体的密度差形成斜温层来区分冷热部分，流体在泵送过程中的搅动作用会破坏斜温层，从而影响储热效果。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种，通过浮动隔热板实现冷侧和热侧的热隔离，因此具有储热效果好的优点，同时冷侧泵和热侧泵均布置在液下较浅的位置，保证了系统的经济性和运行的安全性。本专利技术采用的技术方案如下本专利技术提供一种单罐储热系统，包括储热罐(I)、换热器(2)、浮动隔热板(3)、热侧泵(5)和冷侧泵(6)；所述储热罐(I)包括筒状的罐本体、顶壁和底壁，所述顶壁密封在所述罐本体的顶端，所述底壁密封在所述罐本体的底端；所述浮动隔热板(3)的形状与所述罐本体的形状适配，所述浮动隔热板(3)设置在所述储热罐(I)的内部并将所述储热罐(I)内部空间划分成热侧空间(7)和冷侧空间(8);其中，所述热侧空间(7)为位于所述浮动隔热板(3)上面的罐内空间，所述冷侧空间(8)为位于所述浮动隔热板(3)下面的罐内空间；所述冷侧泵(6)的输出管道￠1)连接到所述换热器(2)的第一进液口 ；所述冷侧泵(6)的输入管道￠2)与所述冷侧空间(8)连通；所述换热器(2)的第二出液口经第二出液管道￠3)与所述冷侧空间(8)连通；在所述冷侧泵￠)的输出管道￠1)上安装有第一阀门(611)，在所述第二出液管道(63)上安装有第二阀门(633)；所述热侧泵(5)的输出管道(51)连接到所述换热器(2)的第二进液口 ；所述热侧泵(5)的输入管道(52)位于所述热侧空间(7);所述换热器(2)的第一出液口经第一出液管道(53)连接到所述储热罐(I)的所述热侧空间(7);在所述热侧泵(5)的输出管道(51)上安装有第三阀门(511)，在所述第一出液管道(53)上安装有第四阀门(533)。优选的，还包括竖井(4);在所述浮动隔热板(3)上开设第一通孔，所述竖井(4)垂直设置在所述第一通孔内部，所述竖井(4)为筒状结构，所述竖井(4)的底端与所述冷侧空间(8)连通，所述竖井(4)的顶端通过井盖密封，并且，所述竖井(4)的顶端高于所述储热罐(I)内的液面高度；在所述竖井(4)的井内空间安装所述冷侧泵(6);在所述热侧空间(7)安装所述热侧泵(5);所述冷侧泵(6)的输入管道(62)与所述竖井⑷连通，所述换热器⑵的第二出液ロ经所述第二出液管道￠3)与所述竖井(4)连通。优选的，还包括导向柱(9);在所述浮动隔热板(3)上还开设第二通孔；所述导向柱(9)垂直穿过所述第二通孔，所述导向柱(9)的底端与所述储热罐(I)的所述底壁固定连接；所述导向柱(9)的顶端与所述储热罐(I)的所述顶壁固定连接。优选的，还包括氮气输送管道(10);在所述氮气输送管道(10)上安装 有第五阀门(100)。优选的，在所述浮动隔热板(3)上固定安装有至少ー个配重装置。优选的，在所述浮动隔热板(3)上均匀固定安装四个配重装置，所述四个配重装置分别为第一配重装置(11)、第二配重装置(12)、第三配重装置(13)和第四配重装置(14)。优选的，还包括冷侧泵流量调节管道(15);所述冷侧泵流量调节管道(15)的一端与所述冷侧泵出)的输出管道￠1)连通，所述冷侧泵流量调节管道(15)的另一端与所述冷侧空间(8)连通；在所述冷侧泵流量调节管道(15)上安装有第六阀门(155)。优选的，还包括热侧泵流量调节管道(16);所述热侧泵流量调节管道(16)的一端与所述热侧泵(5)的输出管道(51)连通，所述热侧泵流量调节管道(16)的另一端位于所述热侧空间(7)内；在所述热侧泵流量调节管道(16)上安装有第七阀门(166)。本专利技术还提供一种应用上述单罐储热系统的单罐储热方法，在所述冷侧空间(8)存储冷介质，包括以下步骤储热过程为打开所述第一阀门￠11)，关闭所述第二阀门￠33)，调节所述第六阀门(155)的开度；启动所述冷侧泵￠);所述冷侧泵(6)从所述竖井内抽取所述冷介质，并通过所述冷侧泵出)的输出管道￠1)将所述冷介质按指定流量输送到所述换热器(2)的第一进液ロ；所述换热器(2)加热所述冷介质到设定温度，吸收热量的所述冷介质变为热介质；打开所述第四阀门(533)，所述热介质流到所述储热罐(I)的所述热侧空间(7);热量以显热的形式储存在所述储热罐(I)，随着储热过程的进行，冷介质逐渐減少，热介质逐渐增多，所述浮动隔热板(3)在浮力的作用下自动下降，当储热量达到最大值后储热完成，所述浮动隔热板(3)位于最低位置，此时停止所述冷侧泵(6)。本专利技术还提供一种应用上述单罐储热系统的单罐储热方法，在所述热侧空间(7)存储热介质，包括以下步骤放热过程为打开所述第三阀门(511)，关闭所述第四阀门(533)，调节所述第七阀门(166)的开度；启动所述热侧泵(5);所述热侧泵(5)从所述热侧空间(7)内抽取所述热介质，并通过所述热侧泵(5)的输出管道(51)将所述热介质按指定流量输送到所述换热器⑵的第二进液ロ ；所述换热器(2)冷却所述热介质到设定温度，放出热量的所述热介质变为冷介质；打开所述第二阀门￠33)，所述冷介质流到所述竖井(4)内，进而流到所述冷侧空间(8);随着放热过程的进行，热介质逐渐減少，冷介质逐渐增多，所述浮动隔热板(3)在浮力的作用下自动上升，当放热量达到最大值后放热完成，所述浮动隔热板(3)位于最高位置，此时停止所述热侧泵(5)。本专利技术的有益效果如下本专利技术提供的，具体包括以下优点I、单罐储热系统只使用ー个储热罐来储热，与双储热罐系统相比，明显降低了制造成本。因此，具有成本低廉的优点。2、冷热侧绝热良好、运行连续在系统设计上，浮动隔热板一方面具有冷热介质热 绝缘的作用，另ー方面浮动隔热板的可移动性也保证了充热和放热的连续性。3、由于液下深度很大的泵在制造和运行时均存在很多技术问题，而本专利技术中，冷侧泵和热侧泵均安装在液下深度很低的位置，从而保证了系统的经济性和运行的安全性。附图说明图I为本专利技术提供的单罐储热系统的结构示意图；图2为图I沿A-A剖线的剖面图；其中，I---储热罐；2---换热器；3---浮动隔热板；4---竖井；5---热侧泵；6冷侧泵；7热侧空间；8冷侧空间；9导向柱；10氮气输送管道；11一-第一配重；12—第二配重；13—第三配重；14—第四配重；15—冷侧泵流量调节管道；16—热侧泵流量调节管道；51---热侧泵的输出管道；52---热侧泵的输入管道；53---第一出液管道；61—冷侧泵的输出管道；62---冷侧泵的输入管道；63---第二出液管道；511---第三阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单罐储热系统，其特征在于，包括储热罐(1)、换热器(2)、浮动隔热板(3)、热侧泵(5)和冷侧泵(6)；所述储热罐(1)包括筒状的罐本体、顶壁和底壁，所述顶壁密封在所述罐本体的顶端，所述底壁密封在所述罐本体的底端；所述浮动隔热板(3)的形状与所述罐本体的形状适配，所述浮动隔热板(3)设置在所述储热罐(1)的内部并将所述储热罐(1)内部空间划分成热侧空间(7)和冷侧空间(8)；其中，所述热侧空间(7)为位于所述浮动隔热板(3)上面的罐内空间，所述冷侧空间(8)为位于所述浮动隔热板(3)下面的罐内空间；所述冷侧泵(6)的输出管道(61)连接到所述换热器(2)的第一进液口；所述冷侧泵(6)的输入管道(62)与所述冷侧空间(8)连通；所述换热器(2)的第二出液口经第二出液管道(63)与所述冷侧空间(8)连通；在所述冷侧泵(6)的输出管道(61)上安装有第一阀门(611)，在所述第二出液管道(63)上安装有第二阀门(633)；所述热侧泵(5)的输出管道(51)连接到所述换热器(2)的第二进液口；所述热侧泵(5)的输入管道(52)位于所述热侧空间(7)；所述换热器(2)的第一出液口经第一出液管道(53)连接到所述储热罐(1)的所述热侧空间(7)；在所述热侧泵(5)的输出管道(51)上安装有第三阀门(511)，在所述第一出液管道(53)上安装有第四阀门(533)。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：荆汝林，邱河梅，石泓，李明，董军，
申请(专利权)人：中广核太阳能开发有限公司，中国广东核电集团有限公司，
类型：发明
国别省市：