【技术实现步骤摘要】
本申请涉及火力发电，尤其涉及一种复合储热系统及运行方法。
技术介绍
1、目前风能、太阳能等可再生能源逐年迅猛发展，加之全社会用电量逐年攀升，电网用电峰谷差日益增大，电网对低成本、长寿命储能技术的需求越来越强。储热技术能解决热能制取与使用过程在空间、时间上的不匹配问题，是一种十分重要的提高能量利用效率的技术，一般可分为显热、潜热和热化学储热等三类，显热储热介质以水、导热油、熔盐、混凝土、砾石等为代表，潜热储热介质以蒸汽、相变材料等为代表，热化学储热介质主要是氧化镁、氧化铁、金属氢化物等一些能进行吸热/放热化学反应的物质。目前，显热和潜热储热技术发展较为成熟，热化学储热技术处于商业应用初期。
2、水储热技术是一种低成本、无污染的显热储热技术，广泛应用于太阳能热水器系统，利用水的温度差和大比热容特性储存热量，由于水的饱和温度较低，所以储热温度一般不超过95℃。储水罐体通常只有一个，通过高温换热流与低温换热流之间的斜温层阻碍两者混合，水储热系统中低温换热流约30～40℃，高温换热流不超过95℃，由于储热温差较小，导致储热密度低、有效储热容量相对较小。相变储热材料储能密度高，但是由于相变材料不流动且导热系数不高，导致充放热过程中设备的换热系数较低，降低了充放热功率。提高储热介质的储能密度和换热系数能有效降低储热技术应用成本，促进对中低品位余热的回收利用，降低全社会能源消耗、降低碳排放。
技术实现思路
1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请的目的在
2、为达到上述目的，本申请的一方面提出的一种复合储热系统，包括
3、储热罐体；
4、储热模块，其设置在所述储热罐体内包括多个沿竖直方向设置的储热组件；多个所述储热组件将所述储热罐体分为多个储热区且各所述储热区之间相互连通；所述储热组件包括相变材料层和设置在所述相变材料层下方的存板组件；进入任一所述储热区的换热流穿过所述相变材料层并与其换热后落入所述存板组件上，换热流在所述存板组件上的液位达到设定值时进入下游所述储热区内；和
5、储热管路，其两端分别连通所述储热模块上方的进液区和下方的储液区形成换热流循环回路，换热流经过所述储热管路运输并调温后与所述相变材料层产生温差，在换热流循环过程中实现所述储热模块的储热或放热。
6、在一些实施例中，所述存板组件包括隔板和设置在所述隔板上的多个溢流管；换热流在所述隔板上的液位高于该所述隔板上的所述溢流管时，换热流通过所述溢流管进入下游所述储热区。
7、在一些实施例中，在所述储热罐体内根据换热流的流通方向，依次经过的所述溢流管的高度逐渐递减。
8、在一些实施例中，多个所述储热区之间均通过所述储热罐体外的旁路互通，且每一所述储热区均有与其一一对应且位于所述储热罐体外的调控阀；每一所述储热区与所述旁路的连接处均位于该所述储热区的所述溢流管和所述隔板之间。
9、在一些实施例中，每一所述储热区内均设置测温点，所述测温点靠近所述隔板但位于所述隔板的上方。
10、在一些实施例中，所述进液区内设置与所述储热管路连通的布水板；用于将换热流均匀喷洒在其下方的所述相变材料层上。
11、在一些实施例中，所述储热管路包括并联连接的充热管路和放热管路，所述充热管路上设置有用于加热换热流的充热设备；所述放热管路上设置有用于冷却换热流的放热设备。
12、在一些实施例中，根据本申请的另一方面提出了一种复合储热方法，利用上述任一实施例中所述系统进行储热，包括，
13、充热过程：储水区内的低温换热流通过储热管路并加热后依次通过各储热区中的相变材料层，并与所述相变材料层热交换后落入所述储水区，直至全部的所述相变材料层达到完全充热状态；
14、放热过程：储水区内的高温换热流通过储热管路并冷却后依次通过各储热区中的所述相变材料层，并与所述相变材料层热交换后落入所述储水区，直至全部的所述相变材料层达到完全放热状态。
15、在一些实施例中，充热过程中，低温换热流经过充热设备加热后流入所述储热模块，在非顶部的任一所述储热区内，其测温点处的换热流温度达到所述充热设备出口处的换热流温度时，将该所述储热区与顶部的所述储热区连通，以使顶部的所述储热区内的换热流不再经过达到完全充热状态的所述相变材料层。
16、在一些实施例中，放热过程中，高温换热流经过放热设备冷却后流入所述储热模块，在非顶部的任一所述储热区内，其测温点处的换热流温度达到所述放热设备出口处的换热流温度时，将该所述储热区与顶部的所述储热区连通，以使顶部的所述储热区内的换热流不再经过达到完全放热状态的所述相变材料层。
17、和现有技术相比较，本申请具备如下优点：
18、本申请利用相变材料和换热流同时储热，提高了储能密度，有效解决了相变材料换热系数低的问题，且本系统通过设计储热模块实现了分区储热，能够灵活调节充放热过程中换热流的温度，同时能有效降低换热流侧的流动阻力，因此本申请具有储能密度高、换热效果好、调控灵活的优点，能有效降低储能系统占地面积。
19、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
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1.一种复合储热系统，其特征在于，包括
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述存板组件包括隔板和设置在所述隔板上的多个溢流管；换热流在所述隔板上的液位高于该所述隔板上的所述溢流管时，换热流通过所述溢流管进入下游所述储热区。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在所述储热罐体内根据换热流的流通方向，换热流依次经过的所述溢流管的高度逐渐递减。
4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，多个所述储热区之间均通过所述储热罐体外的旁路互通，且每一所述储热区均有与其一一对应且位于所述储热罐体外的调控阀；每一所述储热区与所述旁路的连接处均位于该所述储热区的所述溢流管和所述隔板之间。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，每一所述储热区内均设置测温点，所述测温点靠近所述隔板但位于所述隔板的上方。
6.根据权利要求1-3任一所述的系统，其特征在于，所述进液区内设置与所述储热管路连通的布水板；用于将换热流均匀喷洒在其下方的所述相变材料层上。
7.根据权利要求1-3任一所述的系统，其特征在于，所述储热管路包括
8.一种复合储热方法，其特征在于，利用权利要求1-7任一所述的系统进行储热，包括，
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，充热过程中，低温换热流经过充热设备加热后流入所述储热模块，在非顶部的任一所述储热区内，其测温点处的换热流温度达到所述充热设备出口处的换热流温度时，将该所述储热区与顶部的所述储热区连通，以使顶部的所述储热区内的换热流不再经过达到完全充热状态的所述相变材料层。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，放热过程中，高温换热流经过放热设备冷却后流入所述储热模块，在非顶部的任一所述储热区内，其测温点处的换热流温度达到所述放热设备出口处的换热流温度时，将该所述储热区与顶部的所述储热区连通，以使顶部的所述储热区内的换热流不再经过达到完全放热状态的所述相变材料层。
...【技术特征摘要】
1.一种复合储热系统，其特征在于，包括
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述存板组件包括隔板和设置在所述隔板上的多个溢流管；换热流在所述隔板上的液位高于该所述隔板上的所述溢流管时，换热流通过所述溢流管进入下游所述储热区。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在所述储热罐体内根据换热流的流通方向，换热流依次经过的所述溢流管的高度逐渐递减。
4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，多个所述储热区之间均通过所述储热罐体外的旁路互通，且每一所述储热区均有与其一一对应且位于所述储热罐体外的调控阀；每一所述储热区与所述旁路的连接处均位于该所述储热区的所述溢流管和所述隔板之间。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，每一所述储热区内均设置测温点，所述测温点靠近所述隔板但位于所述隔板的上方。
6.根据权利要求1-3任一所述的系统，其特征在于，所述进液区内设置与所述储热管路连通的布水板；用于将换热流均匀喷洒在其下方的所述相变材料层上。
【专利技术属性】
技术研发人员：张建元，张凤涛，尤景刚，马汀山，王伟，常东锋，伊福龙，堵根旺，殷威，杨立永，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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