一种无排放无污染的液体热能储能装置制造方法
【专利摘要】本实用新型属于热能储能利用【技术领域】，具体涉及一种无排放、无污染热能储能装置。本实用新型的主要目的是提供无污染、无排放、储能节能、热能再利用等，提供了一种液体储能技术生产装置系统。本实用新型系统包括：高温熔盐储罐系统2001单元，用于储存高温熔盐溶液；低温熔盐储罐系统2002单元，用于储存低温熔盐溶液；换热传热体系；发电机组系统。
【专利说明】一种无排放无污染的液体热能储能装置
【技术领域】
[0001]本发明属于热能储能利用【技术领域】，具体涉及一种无排放、无污染热能储能装置。
【背景技术】
[0002]进入新世纪以来，我国电源结构和布局不断优化，电网配制能力明显提升，电力技术自主创新能力显著提高，现在我国装机容量为12.47亿千瓦，电源和电网规模已经跃居世界首位。如今，风电、太阳能、液体热能储能技术等可再生利用能源在中国快速崛起，但风电、太阳能具有不稳定的电力特性，向电网的安全运行提出了严峻挑战，因此液体热能储能技术的发展正在孕育着重大的新突破，为储能技术开启了大量商机，中国储能应用市场潜力巨大。中国储能市场前景十分的乐观，一方面国家和电网层面给予新能源发展的有力支撑，高效储能设施、调频等相关的政策规定也正在研究阶段。另一方面，随着新能源发电重视程度提高，带动着储能与投资的关系变得越来越紧密。液体热能储能技术可以实现有效平滑上网、削峰填谷、系统调频、计划跟踪、储能调节、智能输电、平稳可控的技术路线。
[0003]目前，熔融盐储能技术，是利用夜间用电行业负荷低谷时段，将锅炉所产部分蒸汽热能作为加热介质把熔盐加热后存储起来，到白天用电尖峰时段释放，通过换热产生蒸汽推动汽轮机发电，可实现持续发电、调峰发电。目前，世界上已经建设运行和在建的储热的热电站，几乎全部采用储能技术，但中国在该项【技术领域】尚属起步阶段。值得说明的是，根据发电路径的不同，换热系统涉及到盐-水换热、汽-盐换热等方式，如何更好地处理熔盐凝固、结晶等的安全使用，是换热系统的关键；而根据路径不同，合理优化配置换热系统以及防凝固技术，则是液体熔盐储能技术的关键。
[0004]高温熔盐储热是的一个重要技术特点。光伏与风电有一步到电的方便，但难以大规模储电。储热比储电容易，大規模储热可行性得到充分验证。我们采用三元体系熔盐(KN03、NaN03、NaN03)作储能介质，温度范围可以达到220—600度。高温介质送进巨型储热库做储存，储能有接续与移时作用，既可用于基本负荷，也能承担颠峰负荷，与主流能源功能相同，同时三元体系熔盐还具有以下特性:1、离子熔体，具有良好的导电性能。2、具有广泛的温度空间，具有相对热稳定性。3、热容量大。4、低粘度，运行费用低。5、具有稳定的化学性质。熔盐为储热介质或传热介质的发电站热力岛中，熔盐泵是熔盐泵的动力源，传动系统包括主轴和轴承支架，负责完成动力传送。将电机的高速运转转化为叶轮运转，用以产生输送高温熔盐的动力。输送系统则主要由输送管组成,用于完成高温熔盐的输送,熔盐泵也是其中最为关键的设备之一。由于熔盐泵需要长期在220摄氏度?550摄氏度左右的温度范围内运行，我们进行反复进行熔盐泵工况实验，并取得验证其工作性能数据。高温熔融盐储能系统技术，采用三元体系熔盐。与传热介质水、蒸汽、液态金属、热空气相比较，熔盐传热无相变，传热均匀稳定、传热性能好、系统压力小、使用温度较高、价格低、安全可靠，但在输送过程中温度较高，容易遇冷凝固冻堵管路。针对这个问题，骏化集团公司研发预热防凝固核心技术，该技术采用工艺管道设计、循环流速以及加热饶管和电加热带综合使用有效解决了这一问题，它用于高温熔盐管路、设备的预热与伴热，根据换热需要及时调整流量，优化熔盐输送系统的保温、控制、温度和压力，防止熔融盐在设备或管路中凝固，保证了熔盐系统的安全稳定运行。同时高温熔盐泵运行技术也取到突破，并取得工程试验成功，同时为我国高温液体储能发电技术走向产业化积累了宝贵经验。
实用新型内容
[0005]本实用新型的主要目的是提供无污染、无排放、储能节能、热能再利用等，提供了一种液体储能技术生产装置系统。
[0006]本实用新型系统包括:高温熔盐储罐系统2001单元，用于储存高温熔盐溶液；低温熔盐储罐系统2002单元，用于储存低温熔盐溶液；换热传热体系；发电机组系统1005，水处理器R-1003 ；
[0007]设备工艺描述:换热器E-1001是采用高效管壳式换热器，高温熔盐走管程，蒸汽走壳程。高温蒸汽系统采用540度蒸汽或者采用电源加热熔盐，对熔盐P-1002泵来料进行加热，被加热后熔盐约480度进入设备E-1002、E-1003、V-2002或P-1002、E-1001进行循环实现热能利用，或E-1001设备换热后高温熔盐进入高温储罐系统进行储备，在需要时由P-1001进行循环实现换热能量转换。高温高压的蒸汽经过E-1001换热的后进入E-1004换热器，实现热能的阶梯利用，E-1004采用U型管布置方式。
[0008]换热器E-1002是蒸汽过热器，结构形式U型管式，将饱和蒸汽进行提高过热度，满足发电机组的需求。
[0009]换热器E-1003是蒸汽过热器，对水处理器R-1003生产的104度脱盐水进行加热生产饱和蒸汽的。从E-1003出来低温熔盐进入V-2002或进行小循环。
[0010]在发电时段对高温熔盐循环量进行调节，但是需要整个系统约有20%熔盐进行循环，维持整个系统稳定运行，防止系统堵塞以及维持整个系统能够最小负荷正常运行，通过大量实验数据以及工艺管线设计、循环流速等综合因素，最小循环量为20%，否则会发生管道堵塞或导致熔盐发生变化，同时热量较小难以维持发电机组的经济运行。若在不需要大量发电时段，整个系统80%高温熔盐被利用为热能调整储备到V-2001，当需要提高发电负荷时P-1001启动，从而加大系统高温熔盐的循环量进行热能交换，提供发电负荷。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是液体热能储能利用装置工艺流程图。
[0012]图中:高温熔盐换热器E-1001，蒸汽过热器E-1002，蒸汽过热器E-1003，蒸汽换热器E-1004，高温熔盐储罐系统V-2001、低温熔盐储罐系统V-2002，熔盐泵P-1001，输料泵P-1002，汽轮机发电系统1005，水处理器R-1003。
【具体实施方式】
[0013]图1为液体热能储能利用装置的简易流程图。根据图1所述的设备，熔盐泵P-1002将低温储槽V-2002中的熔盐升压到0.8MPa输送至蒸汽加热器E-1001中，在540度高温蒸汽或者采用电源直接对熔盐介质加热，约480度高温熔盐进入蒸汽过热器E-1002将热量输送至饱和蒸汽，将3.43MPa约245度的饱和蒸汽加热到445度，从而提高蒸汽过热度满足发电汽轮机需求，约360度熔盐继续与E-1003进行换热，产生约245度饱和蒸汽，熔盐换热后约280度进入V-2002进行储备或直接进行循环进入E-1001进行再次加热循环。
[0014]若为降低发电负荷而减少高温熔盐的循环量，可将80%的高温熔盐先进入高温储槽V-2001储藏起来，进入E-1002、E-1003等高温熔盐只有约20%循环量进行维持系统运行。到白天用电尖峰时段通过输料泵P-1001将所储备的高温熔盐打入系统，进入蒸汽过热器E-1002、E-1003将热量输送至蒸汽介质。脱盐水104度进入锅炉E-1003进行加热生产饱和蒸汽3.43MPa进入E-1002可以提高过热度，蒸汽温度升高至445度，满足发电机组的需求。从E-1003出来低温熔盐进入V-2002或进行20%循环，在白天用电尖峰时段通过输料泵P-1002加大熔盐循环量，提高换热量而提高发电负荷。
【权利要求】
1.一种无排放无污染的液体热能储能利用装置，包括蒸汽换热器E-1001，蒸汽过热器E-1002,蒸汽过热器E-1003，蒸汽换热器E-1004，低温熔盐储罐系统V-2002，高温熔盐储罐系统V-2001，输料泵P-1001，熔盐泵P-1002，发电机1005，水处理器R-1003，其特征在于熔盐泵P-1002的出口管与换热器E-1001的入口管连接，蒸汽换热器E-1001的出口管与蒸汽过热器E-1002，高温熔盐储罐系统V-2001以及蒸汽换热器E-1004的入口管分别连接，高温熔盐储罐系统V-2001的出口管与输料泵的P-1001入口管连接，输料泵P-1001的出口管与蒸汽过热器E-1002的入口管连接，蒸汽过热器E-1002的出口管与蒸汽过热器E-1003，发电机1005的入口管连接，蒸汽过热器E-1003的出口管与低温熔盐储罐系统V-2002的入口管连接，低温熔盐储罐系统V-2002的出口管与熔盐泵P-1002的入口管连接，水处理器R-1003的出管口与蒸汽过热器E-1003的入管口连接。
【文档编号】F28D20/00GK204165435SQ201420458567
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年8月14日 优先权日:2014年8月14日
【发明者】汤广斌, 甘世杰, 贺令, 李新丽 申请人:河南骏化发展股份有限公司