本發(fā)明涉及儲能，尤其是涉及一種單罐熔鹽儲熱系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、熔融鹽儲熱是一種顯熱儲熱技術(shù)，具有價格便宜、工作溫度高、環(huán)境友好、不可燃等優(yōu)點。廣泛應(yīng)用于太陽能光熱電站，全球已經(jīng)有較多成功商業(yè)化應(yīng)用案例，絕大部分全部采用熔融鹽儲熱技術(shù)。目前已推廣應(yīng)用到火電廠靈活性改造以及清潔供熱等領(lǐng)域。

2、目前熔鹽儲熱領(lǐng)域主要采用雙罐熔鹽儲熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)有兩個熔鹽儲罐，一個低溫罐，一個高溫罐。在儲能時，低溫罐中熔鹽使用熔鹽泵打出，吸收熱量(可以在吸熱器上吸收太陽光的能量，也可以是電加熱提供的熱能)，熔鹽溫度升高，流入高溫罐中，熱能就儲存起來；在放能時，高溫罐中熔鹽使用熔鹽泵打出，與水換熱，產(chǎn)生蒸汽供外界使用，熔鹽溫度降低，流回低溫罐，完成一個循環(huán)。

3、熔鹽存儲系統(tǒng)運行時，熔鹽在低溫儲罐和高溫儲罐間不斷循環(huán)，低溫儲罐和高溫儲罐都需要滿足所有熔鹽存儲要求，造成大量的存儲空間浪費。同時，由于熔鹽泵存在最低液位死區(qū)，兩個儲罐存在大量無用熔鹽，提高系統(tǒng)造價。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種單罐熔鹽儲熱系統(tǒng)及方法，能夠解決上述技術(shù)問題。

2、本發(fā)明提供一種單罐熔鹽儲熱系統(tǒng)，包括熔鹽儲罐，所述熔鹽儲罐內(nèi)部由分隔層分隔形成區(qū)域一、區(qū)域二和區(qū)域三，所述區(qū)域一、區(qū)域二和區(qū)域三內(nèi)均設(shè)有輸送管，所述輸送管的上端分別設(shè)有熔鹽泵，所述熔鹽泵分別通過管道連接有熔鹽加熱器，所述熔鹽加熱器的出口通過回流管分別與區(qū)域一、區(qū)域二和區(qū)域三的底部連接，所述熔鹽加熱器并聯(lián)有熔鹽換熱器。熔鹽儲罐為圓柱形結(jié)構(gòu)，內(nèi)部的分隔層為環(huán)形分隔層，區(qū)域二和區(qū)域三類似于同心圓。

3、優(yōu)選地，所述熔鹽泵與所述熔鹽加熱器之間的管道上分別設(shè)有對應(yīng)每個熔鹽泵的第一閥門、第二閥門、第三閥門。

4、優(yōu)選地，與所述熔鹽加熱器對應(yīng)的管道上設(shè)有熔鹽加熱器閥門。

5、優(yōu)選地，與所述熔鹽換熱器對應(yīng)的管道上設(shè)有熔鹽換熱器閥門。

6、優(yōu)選地，所述回流管上分別設(shè)有與區(qū)域一、區(qū)域二和區(qū)域三對應(yīng)的第一熔鹽閥、第二熔鹽閥和第三熔鹽閥。

7、優(yōu)選地，所述熔鹽儲罐的外壁包覆有保溫層，所述熔鹽儲罐的底部設(shè)有熔鹽罐基礎(chǔ)。

8、優(yōu)選地，所述分隔層材質(zhì)為保溫耐火磚或含保溫層的夾心鋼板。

9、優(yōu)選地，所述回流管的末端連接有熔鹽分布器。

10、優(yōu)選地，所述熔鹽儲罐內(nèi)部集成有熔鹽虹吸管。

11、優(yōu)選地，熔鹽換熱器上通過管道分別連接有冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口，與冷卻介質(zhì)入口對應(yīng)的管道上設(shè)有冷卻介質(zhì)增壓泵。

12、本發(fā)明還提供一種基于上述單罐熔鹽儲熱系統(tǒng)的儲熱方法，包括以下步驟：

13、儲能時：

14、區(qū)域一、區(qū)域二裝滿熔鹽，區(qū)域三為空，熔鹽泵將區(qū)域一內(nèi)的熔鹽抽出，通過熔鹽加熱器加熱后排入?yún)^(qū)域三，直至區(qū)域一內(nèi)的熔鹽全部加熱排入?yún)^(qū)域三中；接著區(qū)域二內(nèi)的熔鹽被抽出，通過熔鹽加熱器加熱后全部排入?yún)^(qū)域一中，完成儲能過程；

15、釋能時：

16、熔鹽泵將區(qū)域一內(nèi)高溫熔鹽抽出，通過熔鹽換熱器換熱后變?yōu)榈蜏厝埯}，排入?yún)^(qū)域二，冷卻介質(zhì)在熔鹽換熱器中加熱從而對外供熱，直至區(qū)域一內(nèi)的熔鹽全部換熱后排入?yún)^(qū)域二中；接著區(qū)域三內(nèi)的熔鹽被抽出，通過熔鹽換熱器后，全部排入?yún)^(qū)域一中，完成釋能過程。

17、有益效果：

18、本發(fā)明通過在單個熔鹽儲罐中設(shè)置分隔層分隔出多個區(qū)域，與傳統(tǒng)的熔鹽冷熱雙罐儲能系統(tǒng)相比，本發(fā)明采用單熔鹽儲罐系統(tǒng)，極大節(jié)約了熔鹽儲罐的占地面積和儲罐造價，儲罐系統(tǒng)占地面積減少50％以上；減少熔鹽死區(qū)提高熔鹽利用率，熔鹽存儲量減少20％以上，明顯減少熔鹽用量，減少系統(tǒng)造價；本發(fā)明具有系統(tǒng)簡單、造價便宜、占地面積小等優(yōu)勢，能夠更大發(fā)揮出熔鹽儲熱系統(tǒng)優(yōu)勢。

技術(shù)特征：

1.一種單罐熔鹽儲熱系統(tǒng)，其特征在于包括熔鹽儲罐，所述熔鹽儲罐內(nèi)部由分隔層分隔形成區(qū)域一、區(qū)域二和區(qū)域三，所述區(qū)域一、區(qū)域二和區(qū)域三內(nèi)均設(shè)有輸送管，所述輸送管的上端分別設(shè)有熔鹽泵，所述熔鹽泵分別通過管道連接有熔鹽加熱器，所述熔鹽加熱器的出口通過回流管分別與區(qū)域一、區(qū)域二和區(qū)域三的底部連接，所述熔鹽加熱器并聯(lián)有熔鹽換熱器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單罐熔鹽儲熱系統(tǒng)，其特征在于，所述熔鹽泵與所述熔鹽加熱器之間的管道上分別設(shè)有對應(yīng)每個熔鹽泵的第一閥門、第二閥門、第三閥門。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單罐熔鹽儲熱系統(tǒng)，其特征在于，與所述熔鹽加熱器對應(yīng)的管道上設(shè)有熔鹽加熱器閥門。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單罐熔鹽儲熱系統(tǒng)，其特征在于，與所述熔鹽換熱器對應(yīng)的管道上設(shè)有熔鹽換熱器閥門。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單罐熔鹽儲熱系統(tǒng)，其特征在于，所述回流管上分別設(shè)有與區(qū)域一、區(qū)域二和區(qū)域三對應(yīng)的第一熔鹽閥、第二熔鹽閥和第三熔鹽閥。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單罐熔鹽儲熱系統(tǒng)，其特征在于，所述熔鹽儲罐的外壁包覆有保溫層，所述熔鹽儲罐的底部設(shè)有熔鹽罐基礎(chǔ)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單罐熔鹽儲熱系統(tǒng)，其特征在于，所述分隔層材質(zhì)為保溫耐火磚或含保溫層的夾心鋼板。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單罐熔鹽儲熱系統(tǒng)，其特征在于，所述回流管的末端連接有熔鹽分布器。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單罐熔鹽儲熱系統(tǒng)，其特征在于，所述熔鹽儲罐內(nèi)部集成有熔鹽虹吸管。

10.一種基于權(quán)利要求1-9任一所述的單罐熔鹽儲熱系統(tǒng)的儲熱方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及儲能技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種單罐熔鹽儲熱系統(tǒng)及方法，包括熔鹽儲罐，所述熔鹽儲罐內(nèi)部由分隔層分隔形成區(qū)域一、區(qū)域二和區(qū)域三，所述區(qū)域一、區(qū)域二和區(qū)域三內(nèi)均設(shè)有輸送管，所述輸送管的上端分別設(shè)有熔鹽泵，所述熔鹽泵分別通過管道連接有熔鹽加熱器，所述熔鹽加熱器的出口通過回流管分別與區(qū)域一、區(qū)域二和區(qū)域三的底部連接，所述熔鹽加熱器并聯(lián)有熔鹽換熱器。本發(fā)明采用單熔鹽儲罐系統(tǒng)，極大節(jié)約了熔鹽儲罐的占地面積和儲罐造價，儲罐系統(tǒng)占地面積減少50％以上；減少熔鹽死區(qū)提高熔鹽利用率，熔鹽存儲量減少20％以上，明顯減少熔鹽用量，減少系統(tǒng)造價；具有系統(tǒng)簡單、造價便宜、占地面積小等優(yōu)勢，能夠更大發(fā)揮出熔鹽儲熱系統(tǒng)優(yōu)勢。

技術(shù)研發(fā)人員：耿宣,汪洋,蘇軍劃,王爭榮,何佳,王凱亮
受保護的技術(shù)使用者：中國華電科工集團有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2