一种提高大容量水罐储热性能的装置及运行方法与流程

本申请涉及水储热，尤其涉及一种提高大容量水罐储热性能的装置及运行方法。

背景技术：

1、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℃。大容量水储热技术是通过建设大型储罐来储存热水，容积通常在5000-20000m3范围，储热本体体只有一个，通过高温水与低温水之间的斜温层阻碍两者混合，广泛应用于热电联产机组、垃圾电站，储存的热量主要用于建筑采暖，可以提高机组的热电解耦能力，扩大机组电负荷调节范围。储热本体中的斜温层是保证储热性能的关键，优秀的斜温层具有温度稳定、厚度小的特征，由于储热本体进出水流量大且布水器结构简单，造成斜温层厚度波动明显，这影响了大容量水罐的储热性能。

技术实现思路

1、针对上述现有技术，至少解决上述一种的技术问题，本申请实施例提出一种提高大容量水罐储热性能的装置及运行方法，通过设置可自由上下移动的隔水板，利用浮力变化为隔水板移动提供主要驱动力，利用导轨和电磁感应器对隔水板进行定位，能在不影响储热本体正常工作的前提下有效隔断高温水与低温水的掺混，能大幅降低储热本体中斜温层的厚度，提高储热性能与储热容量。

2、根据本申请提出了一种适用于大容量储热水罐的稳压装置，包括

3、储热本体，其内部设置与所述储热本体的内壁滑动接触的隔水板，所述隔水板将所述储热本体内间隔为容纳不同温度工质的上部空间和下部空间；

4、调重组件；其包括气量调节组件和测温组件；所述测温组件包括设置在所述隔水板上下两侧的温度测点，用于测量所述隔水板上下两侧热工质和冷工质的温度；所述气量调节组件与所述隔水板连通，根据所述温度测点的温度用于向所述隔水板中充入或释放空气，以驱动所述隔水板在上下方向上移动。

5、在一些实施例中，所述调重组件还包括调整配重；所述调整配重设置在所述隔水板上，用于增加所述隔水板的重量。

6、在一些实施例中，所述储热本体的内壁上设置导轨；所述隔水板沿所述导轨滑动；所述导轨的顶端位于所述上布水器的下方且所述导轨的底端位于所述下布水器的上方。

7、在一些实施例中，所述导轨至少为三个，并周向分布在所述储热本体的内壁。

8、在一些实施例中，每一所述导轨的上下两端分别设置上限位器和下限位器。

9、在一些实施例中，与所述导轨上下两端对应的所述储热本体的外壁分别设置电磁感应器；用于在感应到所述隔水板时发出信号，保持所述上部空间和所述下部空间内工质的体积。

10、在一些实施例中，所述气量调节组件包括气体充入组件和排气阀；其中所述气体充入组件包括在充入管路上依次连通的容积压缩机和止回阀；所述排气阀通过管路与所述隔水板连通。

11、在一些实施例中，所述气体充入组件还包括干燥器；所述干燥器设置在所述充入管路上并位于所述容积压缩机和所述止回阀之间。

12、根据本申请的第二个方面，提出了一种提高大容量水罐储热性能装置的运行方法，根据上述任一实施例中所述的装置提高大容量水罐储热性能，包括如下步骤：

13、储热过程：上部空间中充入热工质同时下部空间中排出冷工质，隔水板自上向下移动；

14、放热过程：下部空间中充入冷工质同时上部空间中排出热工质，隔水板自下向上移动；在储热过程和放热过程中，通过所述隔水板所受浮力情况以及温度测点反馈的热工质与冷工质的温差，调整所述隔水板内的气体容量，以降低储热本体中斜温层的厚度。

15、在一些实施例中，当所述隔水板所受浮力明显小于所述隔水板、调整配重的重量以及所述隔水板与导轨的阻力之和时，气量调节组件向隔水板内充入空气；反之排出所述隔水板内的空气；

16、当温度测点检测到热工质温度低并与冷工质温度相同时，气量调节组件向隔水板内充入空气；反之冷工质的温度高，并与热工质的温度相同时，排出隔水板内的空气。

17、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。

技术特征：

1.一种提高大容量水罐储热性能的装置，其特征在于，包括

2.根据权利要求1中所述的装置，其特征在于，所述调重组件还包括调整配重；所述调整配重设置在所述隔水板上，用于增加所述隔水板的重量。

3.根据权利要求1或2中所述的装置，其特征在于，所述储热本体的内壁上设置导轨；所述隔水板沿所述导轨滑动。

4.根据权利要求3中所述的装置，其特征在于，所述导轨至少为三个，并周向分布在所述储热本体的内壁。

5.根据权利要求4中所述的装置，其特征在于，每一所述导轨的上下两端分别设置上限位器和下限位器。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，与所述导轨上下两端对应的所述储热本体的外壁分别设置电磁感应器；用于在感应到所述隔水板时发出信号，保持所述上部空间和所述下部空间内工质的体积。

7.根据权利要求3中所述的装置，其特征在于，所述气量调节组件包括气体充入组件和排气阀；其中所述气体充入组件包括在充入管路上依次连通的容积压缩机和止回阀；所述排气阀通过管路与所述隔水板连通。

8.根据权利要求7中所述的装置，其特征在于，所述气体充入组件还包括干燥器；所述干燥器设置在所述充入管路上并位于所述容积压缩机和所述止回阀之间。

9.一种提高大容量水罐储热性能装置的运行方法，其特征在于，根据权利要求1-8中任一所述的装置提高大容量水罐储热性能，包括如下步骤：

10.根据权利要求9中所述的方法，其特征在于，当所述隔水板所受浮力明显小于所述隔水板、调整配重的重量以及所述隔水板与导轨的阻力之和时，气量调节组件向隔水板内充入空气；反之排出所述隔水板内的空气；

技术总结
本申请实施例提出一种提高大容量水罐储热性能的装置及运行方法，包括储热本体，其内部设置与所述储热本体的内壁滑动接触的隔水板，所述隔水板将所述储热本体内间隔为容纳不同温度工质的上部空间和下部空间；调重组件其包括气量调节组件和测温组件；测温组件包括设置在隔水板上下两侧的温度测点，用于测量隔水板上下两侧热工质和冷工质的温度；气量调节组件与隔水板连通。本实施例设置可自由上下移动的隔水板，能大幅降低储热本体中斜温层的厚度，提高储热性能与储热容量。

技术研发人员：尤景刚,张建元,张凤涛,伊福龙,堵根旺,王伟,殷威,杨立永,焦立刚,于嵩韬,邹家琪,马玉华,刘振刚,王昊
受保护的技术使用者：华能国际电力股份有限公司丹东电厂
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15