一種無排放無污染的液體熱能儲能裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于熱能儲能利用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種無排放、無污染熱能儲能裝置。本實用新型的主要目的是提供無污染、無排放、儲能節(jié)能、熱能再利用等，提供了一種液體儲能技術(shù)生產(chǎn)裝置系統(tǒng)。本實用新型系統(tǒng)包括：高溫熔鹽儲罐系統(tǒng)2001單元，用于儲存高溫熔鹽溶液；低溫熔鹽儲罐系統(tǒng)2002單元，用于儲存低溫熔鹽溶液；換熱傳熱體系；發(fā)電機組系統(tǒng)。
【專利說明】一種無排放無污染的液體熱能儲能裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱能儲能利用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種無排放、無污染熱能儲能裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]進入新世紀(jì)以來，我國電源結(jié)構(gòu)和布局不斷優(yōu)化，電網(wǎng)配制能力明顯提升，電力技術(shù)自主創(chuàng)新能力顯著提高，現(xiàn)在我國裝機容量為12.47億千瓦，電源和電網(wǎng)規(guī)模已經(jīng)躍居世界首位。如今，風(fēng)電、太陽能、液體熱能儲能技術(shù)等可再生利用能源在中國快速崛起，但風(fēng)電、太陽能具有不穩(wěn)定的電力特性，向電網(wǎng)的安全運行提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，因此液體熱能儲能技術(shù)的發(fā)展正在孕育著重大的新突破，為儲能技術(shù)開啟了大量商機，中國儲能應(yīng)用市場潛力巨大。中國儲能市場前景十分的樂觀，一方面國家和電網(wǎng)層面給予新能源發(fā)展的有力支撐，高效儲能設(shè)施、調(diào)頻等相關(guān)的政策規(guī)定也正在研究階段。另一方面，隨著新能源發(fā)電重視程度提高，帶動著儲能與投資的關(guān)系變得越來越緊密。液體熱能儲能技術(shù)可以實現(xiàn)有效平滑上網(wǎng)、削峰填谷、系統(tǒng)調(diào)頻、計劃跟蹤、儲能調(diào)節(jié)、智能輸電、平穩(wěn)可控的技術(shù)路線。
[0003]目前，熔融鹽儲能技術(shù)，是利用夜間用電行業(yè)負荷低谷時段，將鍋爐所產(chǎn)部分蒸汽熱能作為加熱介質(zhì)把熔鹽加熱后存儲起來，到白天用電尖峰時段釋放，通過換熱產(chǎn)生蒸汽推動汽輪機發(fā)電，可實現(xiàn)持續(xù)發(fā)電、調(diào)峰發(fā)電。目前，世界上已經(jīng)建設(shè)運行和在建的儲熱的熱電站，幾乎全部采用儲能技術(shù)，但中國在該項【技術(shù)領(lǐng)域】尚屬起步階段。值得說明的是，根據(jù)發(fā)電路徑的不同，換熱系統(tǒng)涉及到鹽-水換熱、汽-鹽換熱等方式，如何更好地處理熔鹽凝固、結(jié)晶等的安全使用，是換熱系統(tǒng)的關(guān)鍵；而根據(jù)路徑不同，合理優(yōu)化配置換熱系統(tǒng)以及防凝固技術(shù)，則是液體熔鹽儲能技術(shù)的關(guān)鍵。
[0004]高溫熔鹽儲熱是的一個重要技術(shù)特點。光伏與風(fēng)電有一步到電的方便，但難以大規(guī)模儲電。儲熱比儲電容易，大規(guī)模儲熱可行性得到充分驗證。我們采用三元體系熔鹽(KN03、NaN03、NaN03)作儲能介質(zhì)，溫度范圍可以達到220—600度。高溫介質(zhì)送進巨型儲熱庫做儲存，儲能有接續(xù)與移時作用，既可用于基本負荷，也能承擔(dān)顛峰負荷，與主流能源功能相同，同時三元體系熔鹽還具有以下特性:1、離子熔體，具有良好的導(dǎo)電性能。2、具有廣泛的溫度空間，具有相對熱穩(wěn)定性。3、熱容量大。4、低粘度，運行費用低。5、具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)。熔鹽為儲熱介質(zhì)或傳熱介質(zhì)的發(fā)電站熱力島中，熔鹽泵是熔鹽泵的動力源，傳動系統(tǒng)包括主軸和軸承支架，負責(zé)完成動力傳送。將電機的高速運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為葉輪運轉(zhuǎn)，用以產(chǎn)生輸送高溫熔鹽的動力。輸送系統(tǒng)則主要由輸送管組成,用于完成高溫熔鹽的輸送,熔鹽泵也是其中最為關(guān)鍵的設(shè)備之一。由于熔鹽泵需要長期在220攝氏度?550攝氏度左右的溫度范圍內(nèi)運行，我們進行反復(fù)進行熔鹽泵工況實驗，并取得驗證其工作性能數(shù)據(jù)。高溫熔融鹽儲能系統(tǒng)技術(shù)，采用三元體系熔鹽。與傳熱介質(zhì)水、蒸汽、液態(tài)金屬、熱空氣相比較，熔鹽傳熱無相變，傳熱均勻穩(wěn)定、傳熱性能好、系統(tǒng)壓力小、使用溫度較高、價格低、安全可靠，但在輸送過程中溫度較高，容易遇冷凝固凍堵管路。針對這個問題，駿化集團公司研發(fā)預(yù)熱防凝固核心技術(shù)，該技術(shù)采用工藝管道設(shè)計、循環(huán)流速以及加熱饒管和電加熱帶綜合使用有效解決了這一問題，它用于高溫熔鹽管路、設(shè)備的預(yù)熱與伴熱，根據(jù)換熱需要及時調(diào)整流量，優(yōu)化熔鹽輸送系統(tǒng)的保溫、控制、溫度和壓力，防止熔融鹽在設(shè)備或管路中凝固，保證了熔鹽系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。同時高溫熔鹽泵運行技術(shù)也取到突破，并取得工程試驗成功，同時為我國高溫液體儲能發(fā)電技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化積累了寶貴經(jīng)驗。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的主要目的是提供無污染、無排放、儲能節(jié)能、熱能再利用等，提供了一種液體儲能技術(shù)生產(chǎn)裝置系統(tǒng)。
[0006]本實用新型系統(tǒng)包括:高溫熔鹽儲罐系統(tǒng)2001單元，用于儲存高溫熔鹽溶液；低溫熔鹽儲罐系統(tǒng)2002單元，用于儲存低溫熔鹽溶液；換熱傳熱體系；發(fā)電機組系統(tǒng)1005，水處理器R-1003 ；
[0007]設(shè)備工藝描述:換熱器E-1001是采用高效管殼式換熱器，高溫熔鹽走管程，蒸汽走殼程。高溫蒸汽系統(tǒng)采用540度蒸汽或者采用電源加熱熔鹽，對熔鹽P-1002泵來料進行加熱，被加熱后熔鹽約480度進入設(shè)備E-1002、E-1003、V-2002或P-1002、E-1001進行循環(huán)實現(xiàn)熱能利用，或E-1001設(shè)備換熱后高溫熔鹽進入高溫儲罐系統(tǒng)進行儲備，在需要時由P-1001進行循環(huán)實現(xiàn)換熱能量轉(zhuǎn)換。高溫高壓的蒸汽經(jīng)過E-1001換熱的后進入E-1004換熱器，實現(xiàn)熱能的階梯利用，E-1004采用U型管布置方式。
[0008]換熱器E-1002是蒸汽過熱器，結(jié)構(gòu)形式U型管式，將飽和蒸汽進行提高過熱度，滿足發(fā)電機組的需求。
[0009]換熱器E-1003是蒸汽過熱器，對水處理器R-1003生產(chǎn)的104度脫鹽水進行加熱生產(chǎn)飽和蒸汽的。從E-1003出來低溫熔鹽進入V-2002或進行小循環(huán)。
[0010]在發(fā)電時段對高溫熔鹽循環(huán)量進行調(diào)節(jié)，但是需要整個系統(tǒng)約有20%熔鹽進行循環(huán)，維持整個系統(tǒng)穩(wěn)定運行，防止系統(tǒng)堵塞以及維持整個系統(tǒng)能夠最小負荷正常運行，通過大量實驗數(shù)據(jù)以及工藝管線設(shè)計、循環(huán)流速等綜合因素，最小循環(huán)量為20%，否則會發(fā)生管道堵塞或?qū)е氯埯}發(fā)生變化，同時熱量較小難以維持發(fā)電機組的經(jīng)濟運行。若在不需要大量發(fā)電時段，整個系統(tǒng)80%高溫熔鹽被利用為熱能調(diào)整儲備到V-2001，當(dāng)需要提高發(fā)電負荷時P-1001啟動，從而加大系統(tǒng)高溫熔鹽的循環(huán)量進行熱能交換，提供發(fā)電負荷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是液體熱能儲能利用裝置工藝流程圖。
[0012]圖中:高溫熔鹽換熱器E-1001，蒸汽過熱器E-1002，蒸汽過熱器E-1003，蒸汽換熱器E-1004，高溫熔鹽儲罐系統(tǒng)V-2001、低溫熔鹽儲罐系統(tǒng)V-2002，熔鹽泵P-1001，輸料泵P-1002，汽輪機發(fā)電系統(tǒng)1005，水處理器R-1003。

【具體實施方式】
[0013]圖1為液體熱能儲能利用裝置的簡易流程圖。根據(jù)圖1所述的設(shè)備，熔鹽泵P-1002將低溫儲槽V-2002中的熔鹽升壓到0.8MPa輸送至蒸汽加熱器E-1001中，在540度高溫蒸汽或者采用電源直接對熔鹽介質(zhì)加熱，約480度高溫熔鹽進入蒸汽過熱器E-1002將熱量輸送至飽和蒸汽，將3.43MPa約245度的飽和蒸汽加熱到445度，從而提高蒸汽過熱度滿足發(fā)電汽輪機需求，約360度熔鹽繼續(xù)與E-1003進行換熱，產(chǎn)生約245度飽和蒸汽，熔鹽換熱后約280度進入V-2002進行儲備或直接進行循環(huán)進入E-1001進行再次加熱循環(huán)。
[0014]若為降低發(fā)電負荷而減少高溫熔鹽的循環(huán)量，可將80%的高溫熔鹽先進入高溫儲槽V-2001儲藏起來，進入E-1002、E-1003等高溫熔鹽只有約20%循環(huán)量進行維持系統(tǒng)運行。到白天用電尖峰時段通過輸料泵P-1001將所儲備的高溫熔鹽打入系統(tǒng)，進入蒸汽過熱器E-1002、E-1003將熱量輸送至蒸汽介質(zhì)。脫鹽水104度進入鍋爐E-1003進行加熱生產(chǎn)飽和蒸汽3.43MPa進入E-1002可以提高過熱度，蒸汽溫度升高至445度，滿足發(fā)電機組的需求。從E-1003出來低溫熔鹽進入V-2002或進行20%循環(huán)，在白天用電尖峰時段通過輸料泵P-1002加大熔鹽循環(huán)量，提高換熱量而提高發(fā)電負荷。
【權(quán)利要求】
1.一種無排放無污染的液體熱能儲能利用裝置，包括蒸汽換熱器E-1001，蒸汽過熱器E-1002,蒸汽過熱器E-1003，蒸汽換熱器E-1004，低溫熔鹽儲罐系統(tǒng)V-2002，高溫熔鹽儲罐系統(tǒng)V-2001，輸料泵P-1001，熔鹽泵P-1002，發(fā)電機1005，水處理器R-1003，其特征在于熔鹽泵P-1002的出口管與換熱器E-1001的入口管連接，蒸汽換熱器E-1001的出口管與蒸汽過熱器E-1002，高溫熔鹽儲罐系統(tǒng)V-2001以及蒸汽換熱器E-1004的入口管分別連接，高溫熔鹽儲罐系統(tǒng)V-2001的出口管與輸料泵的P-1001入口管連接，輸料泵P-1001的出口管與蒸汽過熱器E-1002的入口管連接，蒸汽過熱器E-1002的出口管與蒸汽過熱器E-1003，發(fā)電機1005的入口管連接，蒸汽過熱器E-1003的出口管與低溫熔鹽儲罐系統(tǒng)V-2002的入口管連接，低溫熔鹽儲罐系統(tǒng)V-2002的出口管與熔鹽泵P-1002的入口管連接，水處理器R-1003的出管口與蒸汽過熱器E-1003的入管口連接。
【文檔編號】F28D20/00GK204165435SQ201420458567
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】湯廣斌, 甘世杰, 賀令, 李新麗 申請人:河南駿化發(fā)展股份有限公司