一种熔盐-相变材料联用的储能系统的制作方法

本发明涉及熔盐储能，尤其是涉及一种熔盐-相变材料联用的储能系统。

背景技术：

1、随着风能、太阳能等可再生能源在我国能源体系占比的不断提升，与新能源密切相关的储能技术也逐渐地产业化。熔盐储热技术以原材料简单、寿命长、传热蓄热性能好等优点，被广泛地应用于新能源的储能中。但是，当储能规模较大时，需要消耗的熔盐量变大，其所配套的基础设备要求提高，能耗也会相应增加，从而降低了储能的经济性。因此提出一种熔盐-相变材料联用的储能系统来解决大规模、大容量储能中的经济性问题。

2、如申请号为201910859825 .1的中国专利，一种分散灌装熔盐的固液相变储能装置，包括保温外壳、储能体、蓄热回路、放热回路，所述储能体设置在保温外壳内，储能体由若干个储能体单元堆砌而成，储能体单元由熔盐盒与分散灌装在熔盐盒内的熔盐组成，蓄热回路、放热回路与若干个储能体单元相贴合。

3、上述方案中，将高温熔盐分散灌装在若干个熔盐盒内组成储能体单元，并将若干个储能体单元堆砌在保温外壳内组成储能体，不需要采用耐高温、耐腐蚀的金属板材制造的熔盐罐，也不需要将高温熔盐制成复合结构的储能材料，而且蓄热、放热方法简单，但是仍未解决大规模大容量储能装置所需的熔盐量提升后装置整体经济性下降的问题，本发明就是针对该问题提供解决方案。

技术实现思路

1、针对背景技术中提到的现有技术中熔盐储能系统中熔盐成本高，而大规模熔盐储能系统随着熔盐使用量的提升，配套设施的成本亦有增加导致装置经济性下降的问题，本申请提供了一种熔盐-相变材料联用的储能系统，采用将熔盐与相变材料相结合作为蓄热介质，利用廉价相变材料替代部分熔盐，即降低了大规模储能的成本，同时也提高了储能的效率。

2、为了实现上述目的，本发明公开了一种熔盐-相变材料联用的储能系统，包括双罐式可循环储能系统，包括第一储能罐和第二储能罐；

3、循环管路组件，连通第一储能罐管与第二储能罐；其中，所述第一储能罐/第二储能罐中部设置有相变材料区；其中，所述第一储能罐/第二储能罐内设置有低温熔盐泵和连接于低温熔盐泵的熔盐流动管路，所述熔盐流动管路途经相变材料区并连通循环管路组件；其中，所述循环管路组件包括有驱动熔盐在双罐式可循环储能系统内循环的高温熔盐泵。

4、由于熔盐成本高昂，传统技术中大规模储能装置的熔盐使用量提高后，熔盐成本占比装置总成本显著提升，且配套基础设备要求相应提高，这进一步增加了使用成本，因此为降低大规模储能装置的单位能量储存成本，本申请中，采用熔盐-相变材料联用的方案，采用具有更大相变量的相变材料作为部分储热介质，使得储能规模和容量大幅提升，同时分摊熔盐的敖昂高昂成本，提升装置的整体竞技性；进一步的，本装置创造性的应用了双罐式可循环储能系统，通过第一储能罐与第二储能罐搭配使用，更加灵活的适应储能-释能过程，且值得注意的是，本方案中，循环管路组件仅作为高温熔盐及低温熔盐的传输路径，而储能和释能工序均在各储能罐内完成，这显著降低了从传统技术中循环管路参与储能、释能过程方案中的能量损失，进一步提升了系统本体的运行经济性。

5、作为优选，所述相变材料区包括有若干储能板，所述储能板呈多层结构布置；所述熔盐流动管路包括对应于储能板上端设置的上歧管分流器，还包括对应于多层式储能板下端设置的下歧管分流器。上歧管分流器与下歧管分流器之间设置有多歧管管路组；相变材料以储能板的状态多层叠放在储能罐中，本方案设计多歧管管路组作为熔盐流经相变材料区的路径方案，能够确保流动熔盐与相变材料进行充分热交换，由此共同完成储能与释能工作。所述上歧管分流器用于辅助高温熔盐形成速度均匀的流动，使高温熔盐由上至下流经并逐渐加热相变材料；相应的，下歧管分流器用于低温熔盐均匀的流动，使低温熔盐由下至上流经电加热器，使得加热更均匀。

6、进一步的，所述低温熔盐泵与上歧管分流器之间设置有电加热器。所述电加热器以太阳能、风能等新能源及廉价的低谷电作为能源来源，通过加热第一储能罐和第二储能罐中的熔盐和相变材料，进行能量储存。

7、进一步的，下歧管分流器与电加热器之间设置有低温熔盐管，所述低温熔盐管贯穿相变材料区设置，所述低温熔盐泵设置于低温熔盐管上。所述低温熔盐管用于输送低温熔盐，当高温熔盐进入第一储能罐/第二储能罐中时，可以对设置于罐内的低温熔盐输送管进行加热，防止低温熔盐管堵塞。

8、作为优选，所述循环管路组件包括设置于第一储能罐内的第一联用管，所述第一联用管的上端与第二储能罐的下歧管分流器连接，所述第一联用管的下端与第一储能罐的上歧管分流器连接；所述第一联用管上设置有联用熔盐泵。

9、作为优选，所述循环管路组件包括设置于第二储能罐内的第二联用管，所述第二联用管的上端与第一储能罐的下歧管分流器连接，所述第二联用管的下端与第二储能罐的上歧管分流器连接；所述第二联用管上连接设置有释能系统。

10、所述第一联用管与第二联用管均为高/低温熔盐联用管；既能用于输送高温熔盐，同时亦可输送低温熔盐；其主要作用是在释能过程中，当一个储能罐的熔盐要使用殆尽时，及时输送另一储能罐的熔盐进行延续使用；因为储能罐的体积终有限制，采用双罐配合使用更符合储能装置的实用性。

11、作为优选，所述释能系统包括设置于第二联用管上的过热器；第二储能罐的高温熔盐泵连通于过热器，所述过热器还连接设置有蒸发器，所述蒸发器连接于第一储能罐的下歧管分流器。释能系统的工作原理是通过蒸发器利用储能系统所存储的电能加热水形成水蒸气，并通过过热器进一步加热由蒸发器蒸发后的水蒸汽，输出高温蒸汽进行做功。

12、作为优选，所述蒸发器连接有给水泵。所述水泵用于向蒸发器提供除盐水。

13、作为优选，所述蒸发器与第一储能罐的下歧管分流器之间设置有循环泵。所述循环泵用于将由高温熔盐放热后转变为的低温熔盐输入至第一储能罐内等待再次加热并进行循环使用；第一储能罐与第二储能罐协作使用，更加合理的满足释能工作。

14、因此，本发明具有如下有益效果：

15、（1）采用将熔盐与相变材料相结合作为蓄热介质，利用廉价相变材料替代部分熔盐，即降低了大规模储能的成本，同时也提高了储能的效率。；

16、（2）储能罐内采用上、下歧管分流器配合多歧管管路组保证冷热熔盐流动均匀、持久换热；

17、（3）密封条限位部采用静盘涡旋齿来担任，及利用静盘涡旋齿中心的端面来抵合限位动盘密封条，这种设计在牺牲部分排气口面积来达成，结构更为简单；

18、（4）巧妙应用了双罐式可循环储能系统，通过第一储能罐与第二储能罐搭配使用，更加灵活的适应储能-释能过程，且罐间管路不进行换热工作，降低能量损耗。

技术特征：

1.一种熔盐-相变材料联用的储能系统，其特征在于，包括有：

2.根据权利要求1所述的一种熔盐-相变材料联用的储能系统，其特征在于，所述相变材料区包括有若干储能板，所述储能板呈多层结构布置；所述熔盐流动管路包括对应于储能板上端设置的上歧管分流器，还包括对应于多层式储能板下端设置的下歧管分流器。

3.根据权利要求2所述的一种熔盐-相变材料联用的储能系统，其特征在于，所述低温熔盐泵与上歧管分流器之间设置有电加热器。

4.根据权利要求3所述的一种熔盐-相变材料联用的储能系统，其特征在于，下歧管分流器与电加热器之间设置有低温熔盐管，所述低温熔盐管贯穿相变材料区设置，所述低温熔盐泵设置于低温熔盐管上。

5.根据权利要求2或3所述的一种熔盐-相变材料联用的储能系统，其特征在于，所述循环管路组件包括设置于第一储能罐内的第一联用管，所述第一联用管的上端与第二储能罐的下歧管分流器连接，所述第一联用管的下端与第一储能罐的上歧管分流器连接；所述第一联用管上设置有联用熔盐泵。

6.根据权利要求2或3所述的一种熔盐-相变材料联用的储能系统，其特征在于，所述循环管路组件包括设置于第二储能罐内的第二联用管，所述第二联用管的上端与第一储能罐的下歧管分流器连接，所述第二联用管的下端与第二储能罐的上歧管分流器连接；所述第二联用管上连接设置有释能系统。

7.根据权利要求6所述的一种熔盐-相变材料联用的储能系统，其特征在于，所述释能系统包括设置于第二联用管上的过热器；第二储能罐的高温熔盐泵连通于过热器，所述过热器还连接设置有蒸发器，所述蒸发器连接于第一储能罐的下歧管分流器。

8.根据权利要求7所述的一种熔盐-相变材料联用的储能系统，其特征在于，所述蒸发器连接有给水泵。

9.根据权利要求7所述的一种熔盐-相变材料联用的储能系统，其特征在于，所述蒸发器与第一储能罐的下歧管分流器之间设置有循环泵。

技术总结
本发明公开了一种熔盐‑相变材料联用的储能系统，包括有双罐式可循环储能系统，其包括第一储能罐和第二储能罐；循环管路组件，连通第一储能罐管与第二储能罐；其中，所述第一储能罐/第二储能罐中部设置有相变材料区；其中，所述第一储能罐/第二储能罐内设置有低温熔盐泵和连接于低温熔盐泵的熔盐流动管路，所述熔盐流动管路途经相变材料区并连通循环管路组件；其中，所述循环管路组件包括有驱动熔盐在双罐式可循环储能系统内循环的高温熔盐泵。采用将熔盐与相变材料相结合作为蓄热介质，利用廉价相变材料替代部分熔盐，即降低了大规模储能的成本，同时也提高了储能的效率。

技术研发人员：俞李斌,郑成航,李钦武,刘盛辉,高翔,孙士恩,李文俊,王伊凡,周灿,党琪
受保护的技术使用者：浙江省白马湖实验室有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12