一种深井换热式液流电池系统的制作方法

1.本实用新型属于电化学储能技术领域，特别涉及一种深井换热式液流电池系统。


背景技术：

2.随着新能源和智能电网的发展以及相应政策的鼓励，大容量长时间储能技术已进入快速发展期。在多种储能技术中，液流电池的特点显著，其更加适合长时间、大规模、大容量的储能应用场合，日益受到重视，发展较为成熟的有全钒液流电池、锌溴液流电池以及铁铬液流电池。但液流电池能量密度较低，系统占地面积较大，部分液流电池系统运行需要较高温度，系统投资成本及运行成本较大。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本实用新型提供一种深井换热式液流电池系统，能够有效降低占地面积、运行及投资成本。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种深井换热式液流电池系统，所述系统包括电池、正极深井换热器、负极深井换热器、正极循环管路、负极循环管路和两个深井，两个深井隔开设置，正极深井换热器和负极深井换热器分别位于两个深井内，正极深井换热器通过正极循环管路与电池连通，负极深井换热器通过负极循环管路与电池连通，正极循环管路和负极循环管路上均设有泵。
6.优选地，所述正极深井换热器和负极深井换热器均包括外套管和内套管，内套管悬空设于外套管内，内套管和外套管之间设有外环腔，内套管内部设有内环腔。
7.优选地，所述内套管内壁上设有防腐层。
8.优选地，所述外套管为防腐蚀套管。
9.优选地，所述正极深井换热器的内环腔通过正极循环管路与电池连通；所述负极深井换热器的内环腔通过负极循环管路与电池连通。
10.优选地，所述电池还设有正极出液口和负极出液口，正极出液口与正极深井换热器的外环腔管道连通；负极出液口与负极深井换热器的外环腔管道连通。
11.优选地，所述内套管上设有用于外环腔和内环腔连通的通孔。
12.优选地，所述深井由打井构建或废弃井改造。
13.优选地，所述系统还包括储罐，储罐与正极深井换热器、负极深井换热器连通。
14.本实用新型技术方案具有以下有益效果：采用正、负极深井换热器替代电解液储罐，具备防腐蚀功能；深井换热器具备给电解液升温功能，可替代系统加热器；深井换热器尺寸可根据系统所需温度、容量进行调整；深井换热器的构建可采用打井或废弃井改造，为深井换热器可大大降低系统投资成本；深井换热器容量不能满足系统时可单独适配储罐或增加深井换热器数量，或改变深井换热器尺寸、成井形式(例如井丛、水平井)；深井换热器位于地下，不占用系统面积。本实用新型液流电池系统将地热能利用与现有液流电池常规系统有机结合，减少系统复杂度和占地面积，降低运行成本。
15.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1示出了本实用新型的深井换热式液流电池系统的结构示意图；
18.图中：1、电池；2、正极深井换热器；3、负极深井换热器；4、泵；5、外环腔；6、内环腔。
具体实施方式
19.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.实施例1
21.一种深井换热式液流电池系统，示例性地，如图1所示，所述系统包括电池1、正极深井换热器2、负极深井换热器3、正极循环管路、负极循环管路和两个深井，两个深井隔开设置，间隔距离可依据深井换热长期采热数值模拟得到，正极深井换热器2和负极深井换热器3分别位于两个深井内，正极深井换热器2通过正极循环管路与电池1连通，负极深井换热器3通过负极循环管路与电池1连通，正极循环管路和负极循环管路上均设有泵4；正极深井换热器2和负极深井换热器3均由外套管和内套管组成，成井方式采用单开、二开或三开钻井，外套管为防腐蚀材质套管(外套管可以是金属加防腐层，也可是自身为防腐材料的套管，例如玻璃钢、刚强度塑料，示例性地本实施例外套管选用防腐蚀材质套管)，采用高热导率材料(如水泥)进行固井，使得岩层与外套管完全贴合；内套管为低热导率防腐蚀材质，可为单层、双层、双层内真空形式，利用扶正器、固定器等工具悬空置于外套管内，且底部不接触井底；内套管和外套管之间设有外环腔5，内套管内部设有内环腔6，内套管内壁上设有防腐层，所述正极深井换热器2的内环腔6通过正极循环管路与电池1连通；所述负极深井换热器3的内环腔6通过负极循环管路与电池1连通。
22.进一步地，所述电池1还设有正极出液口和负极出液口，正极出液口与正极深井换热器2的外环腔5管道连通；负极出液口与负极深井换热器3的外环腔5管道连通，所述内套管上设有用于外环腔5和内环腔6连通的通孔，深井由打井构建或废弃井改造，正极、负极深井换热器构建井径、深度可根据液流电池1系统所需温度、容量进行调整。
23.进一步地，所述系统还包括储罐，储罐与正极深井换热器2、负极深井换热器3连通。当正极、负极深井换热器电解液容量不能满足需求，可通过储罐内存储的电解液供应；在不影响长期取热功率的条件下也可通过增加深井换热器数量、或改变深井换热器尺寸、
成井形式(例如井丛、水平井)等方式实现增容。
24.进一步地，所述外套管内壁上设有若干个凸起。能够增大电解液与外套管的接触面积，增加换热效率。
25.本实用新型的深井换热式液流电池1系统工作原理如下：系统运行时，通过泵4将正极电解液从正极深井换热器2的内环腔6中抽出打入电池1正极，将负极电解液从负极深井换热器3的内环腔6中抽出打入电池1负极，电解液经过电池1后，电池1正极电解液通过管道流入正极深井换热器2的外环腔5内，从外环腔5流至地层深部的过程中，吸收周围地层热量，再经由通孔流向正极深井换热器2的内环腔6，形成循环；同理，电池1负极电解液通过管道流入负极深井换热器3的外环腔5内，从外环腔5流至地层深部的过程中，吸收周围地层热量，再经由通孔流向负极深井换热器3的内环腔6，形成循环。
26.综上所述，本实用新型技术方案采用正、负极深井换热器替代原液流电池系统所需的电解液储罐，正、负极深井换热器具备给电解液升温功能，可替代系统加热器；正、负极深井换热器尺寸可根据系统所需温度、容量进行调整，其构建可采用打井或废弃井改造，其中废弃井的改造可大大降低系统投资成本，此外正、负极深井换热器位于地下，系统占地面积小；正、负极深井换热器容量不能满足系统时可单独适配储罐。因此，采用本实用新型液流电池系统是将地热能利用与现有液流电池常规系统结合，极大减少系统复杂度和占地面积，降低运行成本。
27.尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。