基于高温金属相变储热的热电联储系统技术方案

本发明专利技术涉及基于高温金属相变储热的热电联储系统，包括用于储存相变储热材料的储罐、设置在储罐内的换热管、用于循环加热载热剂的循环加热组件，相变储热材料选用铜储热体、铝储热体、锌储热体中的一种或者多种，载热剂选用金属钠、金属锡中的一种，循环加热组件包括用于初步加热载热剂的低温加热器、用于输送载热剂的第一输送泵和第二输送泵、用于最终加热载热剂的高温加热器、第一三通阀、第二三通阀，高温加热器上还设置有热电联产组件；储罐内采用铜储热体、铝储热体、锌储热体作为相变储热材料，储能密度高，可显著提高能源转换效率经济性，传热效率相对于传统的高的多，采用气体动力循环、蒸汽动力循环的联合循环，转换效率高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
基于高温金属相变储热的热电联储系统


[0001]本专利技术涉及储能设备
，更具体地说，涉及基于高温金属相变储热的热电联储系统。

技术介绍

[0002]为平衡电网昼夜负荷峰谷差，充分利用能源，各种储能技术得到了发展研究，特别是近年来随着碳中和理念的兴起，风、光等不稳定可再生能源发电规模越来越大，为消纳这些不稳定能源，对电力储能技术的需求大大增加。另一方面，工业生产中不仅消耗电力，还大量消耗热能，因此，利用清洁电力供应热能，也成为碳中和题中应有之义。在上述背景下，基于高温储热的热电联产系统开始得到发展。
[0003]目前，基于高温储热的热电联产系统以熔融盐体系为代表，采用硝酸盐等无机盐的混合物为载热剂和储热材料，工作温度还不够高，最高大约在550℃左右，运行中利用的也是融盐的显热，储能密度还不够高，这些都影响了系统的能源转换效率，以及经济性；采用氯化钠等无机盐可以工作在更高的温度，但需解决材料高温腐蚀等问题，为克服目前熔盐储热系统能源转换效率低、储能密度不高的缺点，本专利技术提出基于金属高温相变储热的热电联产系统。

技术实现思路

[0004]为克服目前熔盐储热系统能源转换效率低、储能密度不高的缺点，针对现有技术中存在的问题，本专利技术的提供基于高温金属相变储热的热电联储系统。
[0005]为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。
[0006]基于高温金属相变储热的热电联储系统，包括用于储存相变储热材料的储罐、设置在储罐内的换热管、用于循环加热载热剂的循环加热组件，所述相变储热材料选用铜储热体、铝储热体、锌储热体中的一种或者多种，所述载热剂选用金属钠、金属锡中的一种；
[0007]所述循环加热组件包括用于初步加热载热剂的低温加热器、用于输送载热剂的第一输送泵和第二输送泵、用于最终加热载热剂的高温加热器、第一三通阀、第二三通阀，所述换热管的一端穿过所述储罐与第一三通阀的第一端连通，换热管的另一端穿过储罐与第二三通阀的第一端连通，第一三通阀的第二端与第一输送泵的输出端连通，第一输送泵的输入端与低温加热器的输出端连通，低温加热器的输入端与第二三通阀的第二端连通，第二三通阀的第三端与所述第二输送泵的输出端连通，第二输送泵的输入端与高温加热器的输出端连通，高温加热器的输入端与第一三通阀的第三端连通；另外，高温加热器上还设置有热电联产组件；
[0008]所述热电联产组件包括压气机、透平机、回热器、余热锅炉，所述压气机的气体输出端、所述透平机的气体输出端分别与所述回热器输入端连通，回热器的输出端与所述高温加热器的进气端连通，回热器上连接有余热锅炉，高温加热器的回气端与透平机的气体输入端连通，透平机的动力输出端连接有负载。
[0009]优选的是，所述循环加热组件设置有三组，所述储罐和所述换热管设置有三组，每组所述循环加热组件与对应的每组所述储罐、每组所述换热管配合设置，三组循环加热组件并联到所述热电联产组件上，三组所述储罐分别填充有铜储热体、铝储热体、锌储热体。
[0010]优选的是，所述储罐的顶部设置有进料管和维护管，进料管上设置有进料阀，储罐的底部设置有排料管，排料管上设置有排料阀，进料管、维护管和排料管均与储罐的内腔连通。
[0011]进一步的是，所述储罐的外侧设置有外壳，外壳和储罐之间形成保温腔，保温腔内设置有保温层。
[0012]相比于现有技术，本专利技术的优点在于：
[0013]储罐内采用铜储热体、铝储热体、锌储热体作为相变储热材料，同时利用潜热和显热，可以获得较高的储热密度，可显著提高能源转换效率经济性，并配合金属钠、锡低熔点金属作为载热剂，提出基于金属高温相变储热的热电联产系统，作为储热材料的金属基本不消耗，在储热材料和动力循环工质间传递热量，采用金属作为相变材料，利用金属在高温下的相变潜热储热，同时由于它们具有较好的导热性能，还可以利用其显热，与目前的熔盐储热相比，在相同空间内可以储存更多热能，传热效率相对于传统的高的多，采用气体动力循环、蒸汽动力循环的联合循环，转换效率高。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的基于高温金属相变储热的热电联储系统的整体结构示意图；
[0015]图2为安装两组循环加热组件时的结构示意图；
[0016]图3为安装单组循环加热组件时的结构示意图。
[0017]图中标号说明：
[0018]1、相变储热材料；2、储罐；3、换热管；4、载热剂；5、循环加热组件；501、低温加热器；502、第一输送泵；503、第二输送泵；504、高温加热器；505、第一三通阀；506、第二三通阀；6、热电联产组件；601、压气机；602、透平机；603、回热器；7、余热锅炉；8、负载；201、进料管；202、维护管；203、进料阀；204、排料管；205、排料阀；9、外壳；10、保温层。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]实施例1：
[0021]请参阅图1至图3，基于高温金属相变储热的热电联储系统，包括用于储存相变储热材料1的储罐2、设置在储罐2内的换热管3、用于循环加热载热剂4的循环加热组件5，相变储热材料1选用铜储热体、铝储热体、锌储热体中的一种或者多种，载热剂4选用金属钠、金属锡中的一种，
[0022]循环加热组件5包括用于初步加热载热剂4的低温加热器501、用于输送载热剂4的第一输送泵502和第二输送泵503、用于最终加热载热剂4的高温加热器504、第一三通阀
505、第二三通阀506，换热管3的一端穿过储罐2与第一三通阀505的第一端连通，换热管3的另一端穿过储罐2与第二三通阀506的第一端连通，第一三通阀505的第二端与第一输送泵502的输出端连通，第一输送泵502的输入端与低温加热器501的输出端连通，低温加热器501的输入端与第二三通阀506的第二端连通，第二三通阀506的第三端与第二输送泵503的输出端连通，第二输送泵503的输入端与高温加热器504的输出端连通，高温加热器504的输入端与第一三通阀505的第三端连通；另外，高温加热器504上还设置有热电联产组件6，
[0023]热电联产组件6包括压气机601、透平机602、回热器603，压气机601的气体输出端、透平机602的气体输出端分别与回热器603输入端连通，回热器603的输出端与高温加热器504的进气端连通，回热器603上连接有余热锅炉7，高温加热器504的回气端与透平机602的气体输入端连通，透平机602的动力输出端连接有负载8；
[0024]S1：可根据实际需求选用一组循环加热组件5配合储罐2、换热管3连接到热电联产组件6上，当然也可根据使用要求选用多组循环加热组件5、储罐2并联使用；
[0025]S2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于高温金属相变储热的热电联储系统，其特征在于：包括用于储存相变储热材料(1)的储罐(2)、设置在储罐(2)内的换热管(3)、用于循环加热载热剂(4)的循环加热组件(5)，所述相变储热材料(1)选用铜储热体、铝储热体、锌储热体中的一种或者多种，所述载热剂(4)选用金属钠、金属锡中的一种；所述循环加热组件(5)包括用于初步加热载热剂(4)的低温加热器(501)、用于输送载热剂(4)的第一输送泵(502)和第二输送泵(503)、用于最终加热载热剂(4)的高温加热器(504)、第一三通阀(505)、第二三通阀(506)，所述换热管(3)的一端穿过所述储罐(2)与第一三通阀(505)的第一端连通，换热管(3)的另一端穿过储罐(2)与第二三通阀(506)的第一端连通，第一三通阀(505)的第二端与第一输送泵(502)的输出端连通，第一输送泵(502)的输入端与低温加热器(501)的输出端连通，低温加热器(501)的输入端与第二三通阀(506)的第二端连通，第二三通阀(506)的第三端与所述第二输送泵(503)的输出端连通，第二输送泵(503)的输入端与高温加热器(504)的输出端连通，高温加热器(504)的输入端与第一三通阀(505)的第三端连通；另外，高温加热器(504)上还设置有热电联产组件(6)；所述热电联产组件(6)包括压气机(601)、透平机(602)、回热器(603)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张光玉，鲍献忠，陈裕华，吴康东，张铁平，
申请(专利权)人：杭州全能星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：