一种熔盐储罐及熔盐电蓄热长时储能装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种熔盐储罐及熔盐电蓄热长时储能装置，该装置可以直接替代现有的燃煤燃气工业蒸汽锅炉，从而，推进产业园区内通过熔盐储热进行集中供气供热；也可以直接为居民区集中供热供暖，同时，本发明专利技术的熔盐电蓄热长时储能装置结合超临界二氧化碳发电机组后，产生一种新型高效的“电

【技术实现步骤摘要】
一种熔盐储罐及熔盐电蓄热长时储能装置


[0001]本技术公开了一种熔盐储罐及熔盐电蓄热长时储能装置，属于新型储能


技术介绍

[0002]随着社会发展，全球生态环境的恶化程度越来越严峻，碳排放量的控制也越发严厉，能源的结构调整加快向绿色能源方向发展，太阳能、风能等绿色能源得到了空前的重视。随着新能源装机比例进一步提高，为保证新能源的消纳采取的措施主要有：一是煤电深度调峰改造：降低最小发电量；二是新建储能设施：储存新能源发电量，平移至用电高峰使用，煤电深度调峰是短期的优先选择，而搭配储能系统则是未来长期发展的必然选择！目前几种比较常用的储能方式进行了比较：
[0003]抽水蓄能:抽水蓄能虽然技术路线成熟，但成本较高，未来很难降低。如果没有现成的上或下水库可以利用，抽蓄单位投资和移动成本还是会高；另外，建设工期一般要7
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8年，明显落后于新能源建设周期，远水不解近渴；其次，西北地区具备建设抽蓄的地理条件并不多见，大规模建设抽蓄也不现实。因此，抽水蓄能虽然技术成熟，但是造价只会上升，不会下降。
[0004]电化学储能:电化学储能目前受制于成本高、寿命短和安全性较低。电化学储能每度电的储能环节成本较高；运行寿命一般8～10年就要更换电池，报废后还存在环保问题；还有燃烧或爆炸频发的安全问题。未来电化学储能成本能否继续下降从两方面分析：一是成本下降不可能无限制、无止境；二是锂的储量有限，未来成本难料。因此电化学储能自身亟需一场技术革命，以解决“安全、环保、成本、寿命”等系列问题。
>[0005]在高比例可再生能源装机的背景下，为了减少弃风、弃光，确保电网运行安全，满足用电高峰需求，亟需一种低成本、大规模、高效率、高安全性、环保低碳的能量平移型新型储能技术。
[0006]另一方面，随着社会发展及人民生活水平的提高，我国用电结构昼夜差距越来越大，移峰填谷的需求愈发强烈以及弃风弃光的现象越发严重；我国经济增速换挡步入发展新常态，产业结构逐步由中低端向中高端转换。产业结构的调整导致第三产业和城乡居民用电量占比持续增加，其用电特性决定了负荷曲线峰谷差率明显高于第二产业，我国用电侧峰谷差率有走高趋势，用户侧的电蓄能蓄热以及调节性电源建设需求持续增加。
[0007]热储能技术，与抽水蓄能和空气压缩储能技术相比，都属于长时储能，但热储能的设备技术相对简单成熟，关键是热储能可吸纳不稳定和波动性很强的可再生电力，而抽水蓄能和空气压缩技术则需要稳定的低谷电支撑，但随着燃煤电站减少和调峰能力下降，一旦可再生能源成为能源主力军，低谷电成为历史，抽水蓄能和空气压缩储能设备就会被闲置，巨额投资就会成为垃圾资产。
[0008]热储能与化学电池储能相比，突出特点是储能容量大，单位储能成本低，这些是化学电池储能无法与之竞争的，但是相较灵活性热储能显然不如化学电池储能。所以，必须解
决热储能应用的灵活性问题。
[0009]传统的熔盐储能主要技术途径是：采用双储罐的储热模式，即一个热熔盐储罐、一个冷熔盐储罐、多个大功率的专用熔盐加热器、多个高温熔盐泵、多个低温熔盐泵、列管式熔盐换热器以及疏盐罐等设备，通过较长的熔盐输送管道连接为一个系统，为了防止熔盐输送管道使用过程中的冻结，还要在输送管道上加装电伴热带，增加一个辅助的疏盐系统，该系统用于收集系统停机时处于熔盐输送管道等设备内的熔盐，整个系统热损耗大，储热放热成本增高，总体投资大，一旦熔盐储热温度要求在800度以上时，该套传统的熔盐热利用技术难度会大大提高；另外，熔盐双储罐的制造必须在现场完成，不仅建设周期长，而且还不易控制制造成本和制造质量。总之，传统熔盐双储罐储能系统中各部件设备不能批量化标准化生产，储热成本过高，放热效率提升受限，系统热损大，系统相对臃肿不紧凑，很难实现模块化、标准化、批量化、工厂化的生产。
[0010]传统的熔盐储能还有一个技术途径是：采用单储罐的储热形式，而单储罐存在一个难以克服的“斜温层”技术问题，在罐体下部的冷熔盐和上部的热熔盐之间存在一层比较复杂温度分布的斜温层，不仅增加了熔盐热交换过程的控制难度，而且也使得高品位的热能相应减少，尤其是该单储罐技术不适合长时储能的技术要求。
[0011]而碳达峰和碳中和战略目标的提出，为中国未来的绿色能源发展指明了方向，特别是未来可再生能源在我国能源领域逐渐由配角转变为主角，“电
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热
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电”技术模式的优点逐渐显现，适时推出以长时储能技术为基础的“电
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热
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电”技术模式变得很有必要。
[0012]其实，熔盐储能热利用的技术从基本原理上来讲并不难，关键是看整体熔盐储能系统的经济性、安全性、可靠性、可复制性、可大批量推广性是否具备，这是一项技术是否具备大规模推广应用的关键。

技术实现思路

[0013]为了解决
技术介绍
中的问题，本技术提供一种熔盐储罐及熔盐电蓄热长时储能装置，该装置可以直接替代现有的燃煤燃气工业蒸汽锅炉，从而推进产业园区内通过熔盐储热进行集中供气供热；也可以直接为居民区集中供热供暖，同时，本专利技术的熔盐电蓄热长时储能装置结合超临界二氧化碳发电机组后，产生一种新型高效的“电
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热
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电”技术模式，可以替代现有抽水蓄能电站和化学储能站，成为一种大容量长时储能技术。
[0014]同时，解决了传统热储能应用的灵活性问题，本技术同时具备安全性、经济性、灵活性，还具备调节能力强、建设周期短、选址要求低和建设规模灵活等特点，该熔盐电蓄热长时储能技术将在工业蒸汽、居民区供暖供热以及“电
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电”储能领域开启了全新的应用场景。
[0015]为实现上述目的，本技术采用的技术方案为：一种熔盐储罐，其特征在于，该熔盐储罐的底部设置有熔盐输出支管且该熔盐输出支管的外端口为第一熔盐出口，其内端口处设置有一个出口关断阀,该熔盐储罐设置有从上部伸入到储罐底部的熔盐回流支管，且该熔盐回流支管的外端为第一熔盐进口，该第一熔盐进口处于熔盐液位线之上，该熔盐回流支管的内端口处设置有一个进口关断阀；所述的出口关断阀和进口关断阀结构相同，从下往上依次为阀座、阀瓣、连接骨架、阀杆、电动控制器，其中，该阀座和所述的熔盐输出支管或者熔盐回流支管的内端口连通，阀杆呈垂直状设置且其底端通过该连接骨架和阀瓣
组装为一体，阀杆的上端则伸出熔盐液位控制线以上且顶端设置该电动控制器，该电动控制器上的电机部分设置在熔盐储罐的顶部外，能带动阀杆上下移动以实现出口关断阀和进口关断阀的开和关。传统的熔盐储能技术中，电动熔盐阀是比较难搞定的关键零部件，尤其是700摄氏度以上的超高温情况下，传统的电动熔盐阀的耐温性、密封性、保温性都面临很大的技术难题，造价高且制造难度极大，在运行过程中容易泄露、热损耗大、容易冻堵、使用寿命短，维修更换不易且需停机检修，每一次停机检修其经济代价比较大，尤其是，一旦阀门冻堵死，甚至会造成整个系统不可逆的损坏。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种熔盐储罐，其特征在于，该熔盐储罐的近底部设置有熔盐输出支管且该熔盐输出支管的外端口为第一熔盐出口，其内端口处设置有一个出口关断阀,该熔盐储罐设置有从上部伸入到储罐底部的熔盐回流支管，且该熔盐回流支管的外端为第一熔盐进口，该第一熔盐进口处于熔盐液位线之上，该熔盐回流支管的内端口处设置有一个进口关断阀；所述的出口关断阀和进口关断阀结构相同，从下往上依次为阀座、阀瓣、连接骨架、阀杆、电动控制器，其中，该阀座和所述的熔盐输出管或者熔盐回流管的内端口连通，阀杆呈垂直状设置且其底端通过该连接骨架和阀瓣组装为一体，阀杆的上端则伸出熔盐液位控制线以上且顶端设置该电动控制器，该电动控制器上的电机部分设置在熔盐储罐的顶部外，能带动阀杆上下移动以实现出口关断阀和进口关断阀的开和关。2.根据权利要求1所述的一种熔盐储罐，其特征在于，该阀座的底部中心处设置有一导向棒，阀瓣底面中心处设置有与该导向棒匹配的导向套管，两者的精准配合保证了阀杆上下移动时阀座和阀瓣的开合配合；所述的连接骨架是一种万向联轴节。3.根据权利要求1所述的一种熔盐储罐，其特征在于，在该熔盐储罐设定的熔盐液位线之上设置有一水平盖板，该盖板上设置有两个供阀杆穿过的通孔，该阀杆顶端设置有直径大于阀杆的限位块，在盖板和限位块之间的这段阀杆上设置有一压缩弹簧，该限位块的上部设置有凹槽，该凹槽内设置有隔热垫，所述的电动控制器为电动推杆，其推杆的顶端和该隔热垫抵接，当该电动推杆的推杆伸长时，其推力使得压缩弹簧压缩使得阀杆往下移动实现阀瓣和阀座的密接配合，也就是关断阀此时关闭了，当该电动推杆回缩时，该压缩弹簧自身的弹力就直接把阀杆往上顶起，此时关断阀打开。4.根据权利要求1所述的一种熔盐储罐，其特征在于，该熔盐储罐内还设置有若干电加热管，所述的电加热管为单头法兰式结构；所述的电加热管的额定电压为6.6KV或10KV。5.一种熔盐电蓄热长时储能装置，包括熔盐储罐、熔盐、熔盐输出总管、熔盐回流总管、熔盐泵站、熔盐取热器、电控系统，其特征在于，该熔盐储罐的特征如权利要求1至4所述，且熔盐储罐的数量设定为三个以上，且保证其中一个熔盐储罐是空的，且该空的熔盐储罐内的出口关断阀处于关闭状态而进口关断阀处于开启状态，其余熔盐储罐内则装填有所述的熔盐，每个该熔盐储罐上的第一熔盐出口均接入到该熔盐输出总管，每个该熔盐储罐上的第一熔盐进口均接入到该熔盐回流总管；该熔盐泵站包括一个容纳罐以及设置在该容纳罐内的熔盐泵，该容纳罐总体高度不低于该熔盐储罐高度，该容纳罐底部则设置有一熔盐总入口，该熔盐总入口和所述的熔盐输出总管连接，该熔盐泵设置有一个熔盐总出口；所述的熔盐取热器上设置有第二熔盐进口、第二熔盐出口、取热介质进口和取热介质出口，其中，该第二熔盐进口和所述的熔盐总出口连接，该第二熔盐出口则和所述的熔盐回流总管相连；所述的电控系统和每个熔盐储罐内的电加热管、熔盐泵、出口关断阀、进口关断阀均有联动控制关系；当长时储能装置处于电蓄热工作状态时，一个空的熔盐储罐和其余装填有熔盐的熔盐储罐上的进口关断阀和出口关断阀均处于关闭状态，此时，空的熔盐储罐内的电加热管是不发热，在装填有熔盐的熔盐储罐内的熔盐被电加热管静态加热至设定的温度上限，完成一个完整的熔盐电蓄热过程；当长时储能装置处于放热工作状态时，一个空的熔盐储罐上的出口关断阀处于关闭状态而进口关断阀处于开启状态，其余装填有熔盐的熔盐储罐上的进口关断阀均处于关闭状
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【专利技术属性】
技术研发人员：李增清，
申请(专利权)人：台州础能环境科技有限公司，
类型：新型
国别省市：