一种熔盐储能结合固体储能的新型储能梯级复合放热系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种新型熔盐和固体联合储能系统，属于熔盐储能系统技术领域。

背景技术：

2.光热电站是利用太阳能发电的场所，光热电站通常布置有光热转换装置，例如镜场，在发电过程中，光热转换装置将太阳光的光能转换为热能，通过热能来加热水，从而使得水变成蒸汽，光热转换装置产生的蒸汽用于驱动汽轮机运转，最终实现太阳能转换为电能。
3.随着技术的进步，技术人员逐步通过提高主蒸汽和再热蒸汽的参数，以提高汽轮机运转效率，提高发电产能，但已有的电加热提高主蒸汽或再热蒸汽参数的技术，存在以下缺点：
4.1.现有提高主蒸汽或再热蒸汽系统采用常规火电汽轮发电机组主机及辅机、蒸汽电加热器，进一步将主蒸汽和再热蒸汽温度提高，这样投入大量设备，导致设备初始投资成本和运维成本高；
5.2.现有提高主蒸汽或再热蒸汽也有利用电加热设备提高温度，供汽轮机发电，但利用电转热，高品位热能转低品位，造成能源浪费；
6.3.现有技术无法充分利用谷电和弃电，实现能源的合理利用；
7.4.此外现有的汽轮机发电系统应用场景单一，仅能实现发电作业，不能满足其他需求。
8.基于上述陈述，亟需提出一种新型储能系统，以解决上述技术问题。

技术实现要素：

9.本实用新型为了提出一种熔盐储能结合固体储能的新型储能梯级复合放热系统，以提高光热电站对储能的需求，在下文中给出了关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。
10.本实用新型的技术方案：
11.一种熔盐储能结合固体储能的新型储能梯级复合放热系统，包括冷熔盐储罐、热熔盐储罐、冷熔盐泵、热熔盐泵、熔盐电加热器、固体储能设备、空气熔盐换热器、空气蒸汽换热器和空气水换热器，冷熔盐储罐通过冷熔盐泵与熔盐电加热器相连，熔盐电加热器与热熔盐储罐连接，热熔盐储罐通过热熔盐泵与空气熔盐换热器的熔盐入口连通，空气熔盐换热器的熔盐出口与冷熔盐储罐连通，所述固体储能设备的出口与空气熔盐换热器的空气入口连通，空气熔盐换热器的空气出口与空气蒸汽换热器的空气入口连通，空气蒸汽换热器的出口与空气水换热器的空气入口连通，空气水换热器的空气出口与固体储能设备的入
口连通。
12.优选的：还包括熔盐蒸汽换热器和熔盐水换热器，所述空气熔盐换热器的熔盐出口分为两支路，其中一支路与冷熔盐储罐连通，另一支路与熔盐蒸汽换热器的熔盐入口连通，熔盐蒸汽换热器的熔盐出口与熔盐水换热器的熔盐入口连通，熔盐水换热器的熔盐出口与冷熔盐储罐连通。
13.优选的：所述固体储能设备的出口与空气熔盐换热器的空气入口连通管道上安装有引风机。
14.优选的：所述固体储能设备的出口与空气熔盐换热器的空气入口连通管道上安装有温度传感器、压力传感器和流量计。
15.优选的：所述冷熔盐储罐和热熔盐储罐内安装有第二熔盐电加热器。
16.优选的：所述固体储能设备由电加热装置加热固体镁砖，镁砖升温实现储能。
17.优选的：所述固体储能设备的电能来源于弃电或谷电。
18.优选的：所述第二熔盐电加热器的电能来源于弃电或谷电。
19.本实用新型具有以下有益效果：
20.本实用新型的熔盐储能结合固体储能的新型储能系统通过使用光热电站中的熔盐储能系统结合高温固体储能系统：
21.1、进一步提高光热电站运行效率，实现能量的梯级利用，减少弃风弃光电能浪费；
22.2、固体储能应用温度高，可达700℃，可提高储能密度、拓宽储能系统工作温度，最大化高温固体储能的高温优势；
23.3、除了固体储能系统提供的蒸汽、热水外，熔盐储能也可以供蒸汽和热水，当固体储能温度下降至无法提供特定温度的蒸汽和热水时，熔盐储能发挥作用，系统可实现恒温供能，最大化熔盐双罐储能的恒温优势。
24.4、熔盐储能结合固体储能的新型储能系统的适应性较强，能够作为光热电站储能系统使用，也可以作为其他对储能有需求的场合，在光热电站技术领域以及其他工业领域均具有重要的推广应用价值。
附图说明
25.图1是一种熔盐储能结合固体储能的新型储能梯级复合放热系统的系统图；
26.图中1-冷熔盐储罐，2-热熔盐储罐，3-冷熔盐泵，4-热熔盐泵，5-熔盐电加热器，6-固体储能设备，7-引风机，8-空气熔盐换热器，9-空气蒸汽换热器，10-空气水换热器，11-熔盐蒸汽换热器，12-熔盐水换热器，13-第二熔盐电加热器。
具体实施方式
27.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
28.本实用新型所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接(即为不可拆卸连接)包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，
所述可拆卸连接包括但不限于螺纹连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认为总能在现有连接方式中到至少一种连接方式能够实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择铰链连接。
29.具体实施方式一：参照图1说明本实施方式，本实施方式的一种熔盐储能结合固体储能的新型储能梯级复合放热系统，包括冷熔盐储罐1、热熔盐储罐2、冷熔盐泵3、热熔盐泵4、熔盐电加热器5、固体储能设备6、空气熔盐换热器8、空气蒸汽换热器9和空气水换热器10，冷熔盐储罐1通过冷熔盐泵3与熔盐电加热器5相连，熔盐电加热器5与热熔盐储罐2连接，热熔盐储罐2通过热熔盐泵4与空气熔盐换热器8的熔盐入口连通，空气熔盐换热器8的熔盐出口与冷熔盐储罐1连通，所述固体储能设备6的出口与空气熔盐换热器8的空气入口连通，空气熔盐换热器8的空气出口与空气蒸汽换热器9的空气入口连通，空气蒸汽换热器9的出口与空气水换热器10的空气入口连通，空气水换热器10的空气出口与固体储能设备6的入口连通；
30.还包括熔盐蒸汽换热器11和熔盐水换热器12，所述空气熔盐换热器8的熔盐出口分为两支路，其中一支路与冷熔盐储罐1连通，另一支路与熔盐蒸汽换热器11的熔盐入口连通，熔盐蒸汽换热器11的熔盐出口与熔盐水换热器12的熔盐入口连通，熔盐水换热器12的熔盐出口与冷熔盐储罐1连通。
31.如图1所示，本实施例提供的一种熔盐储能结合固体储能的新型储能梯级复合放热系统，包括熔盐电蓄热储能子系统、固体储能子系统、用户系统、仪表测点及控制系统和阀门系统。
32.熔盐电蓄热储能子系统用于完成熔盐储能；
33.固体储能子系统由其中的电加热装置加热固体镁砖，镁砖升温实现储能；
34.用户系统根据熔盐电蓄热储能子系统和固体储能子系统热能利用，转化成高温蒸汽和高温热水，其中蒸汽用于推动汽轮机做工并发电，高温热水用于供暖使用；
35.仪表测系统和阀门系统用于检测各系统之间的温度、压力及流量情况，并实现系统之间传输的开关控制；
36.熔盐电蓄热储能子系包括冷熔盐储罐1、热熔盐储罐2、冷熔盐泵3、热熔盐泵4和熔盐电加热器5，在熔盐电蓄热储能子系统中，冷熔盐储罐1中的熔盐被冷熔盐泵3输送至熔盐电加热器5中，冷熔盐在熔盐电加热器5中被加热后，直接流动至进入热熔盐储罐2中储存，完成熔盐储能过程。
37.固体储能子系统包括固体储能设备6和引风机7，固体储能设备6在储能过程中由其中的电加热装置加热固体镁砖，镁砖升温实现储能，固体储能子系统在释热环节由所述引风机7将从固体储能装置6中被加热的空气引至空气熔盐换热器8、空气蒸汽换热器9、空气水换热器10中依次释热给熔盐、蒸汽和水，空气最终返回固体储能设备6实现循环；
38.用户系统包括空气熔盐换热器8、空气蒸汽换热器9、空气水换热器10、熔盐蒸汽换热器11、熔盐水换热器12。
39.所述固体储能设备6的电能来源于弃电或谷电。
40.所述第二熔盐电加热器13的电能来源于弃电或谷电。
41.本实施方式的具体原理是：
42.冷熔盐储罐1中的熔盐被冷熔盐泵3输送至熔盐电加热器5中，冷熔盐在熔盐电加热器5中被加热后，直接流动至进入热熔盐储罐2中储存，完成熔盐储能，热熔盐储罐2中的热熔盐在释热过程中被热熔盐泵4输送至空气熔盐换热器8中进一步吸收空气热量，升至更高温度，随后进入熔盐蒸汽换热器11，待换热的低温蒸汽从熔盐蒸汽换热器11的蒸汽入口进入到熔盐蒸汽换热器11内，低温蒸汽与熔盐蒸汽换热器11内的熔盐进行换热，产生高温蒸汽，高温蒸汽从熔盐蒸汽换热器11的蒸汽出口排出，供汽轮机做工发电作业，换热后的熔盐从熔盐蒸汽换热器11的熔盐出口进入到熔盐水换热器12，在熔盐水换热器12内部，待换热的低温水从熔盐水换热器12的入水口进入熔盐水换热器12内，并与熔盐水换热器12内的熔盐进一步换热，换热后产生的高温水自熔盐水换热器12的出水口排出，用于供暖使用；与此同时，固体储能设备6在释热环节由所述引风机7将从固体储能装置6中被加热的空气引至空气熔盐换热器8，在空气熔盐换热器8内，将空气的热量换热给熔盐，空气熔盐换热器8的空气出口端连通空气蒸汽换热器9，待换热的低温蒸汽从空气蒸汽换热器9的蒸汽入口进入到空气蒸汽换热器9内，低温蒸汽与空气蒸汽换热器9内的空气进行换热，产生高温蒸汽，高温蒸汽从空气蒸汽换热器9的蒸汽出口排出，供汽轮机做工发电作业，换热后的空气从空气水换热器10的空气入口进入到空气水换热器10内，待换热的低温水从空气水换热器10的入水口进入空气水换热器10内，并与空气水换热器10内的空气进一步换热，换热后产生的高温水自空气水换热器10的出水口排出，用于供暖使用。
43.本实施方式的一种熔盐储能结合固体储能的新型储能梯级复合放热系统除了固体储能系统提供的蒸汽、热水外，熔盐储能也可以供蒸汽和热水，当固体储能温度下降至无法提供特定温度的蒸汽和热水时，熔盐储能发挥作用，从而最大化高温固体储能的高温优势和熔盐双罐储能的恒温优势。
44.具体实施方式二：参照图1说明本实施方式，本实施方式的一种熔盐储能结合固体储能的新型储能梯级复合放热系统，结合说明书具体实施方式一，随着时间推进，当固体储能设备6中被加热的空气温度无法满足相关换热器(空气熔盐换热器8、空气蒸汽换热器9或空气水换热器10)的换热要求，可从旁路直接进入下一级换热器或直接返回固体储能装置。
45.具体实施方式三：参照图1说明本实施方式，本实施方式的一种熔盐储能结合固体储能的新型储能梯级复合放热系统，结合说明书具体实施方式一，当熔盐蒸汽换热器11内的熔盐温度不足以供无法满足熔盐水换热器12的换热要求，则熔盐蒸汽换热器11内的熔盐直接进入到冷熔盐储罐1中。
46.具体实施方式四：参照图1说明本实施方式，本实施方式的一种熔盐储能结合固体储能的新型储能梯级复合放热系统，在所述固体储能设备6的出口与空气熔盐换热器8的空气入口连通管道上安装有温度传感器、压力传感器和流量计。温度传感器、压力传感器和流量计分别用于测量管道内介质的温度、压力和流量，用于实时反馈系统工作情况，便于系统操控管理人员实时掌握系统工作状态。
47.具体实施方式五：参照图1说明本实施方式，本实施方式的一种熔盐储能结合固体储能的新型储能梯级复合放热系统，结合具体实施方式一，冷熔盐储罐1和热熔盐储罐2内安装有第二熔盐电加热器13，第二熔盐电加热器13用于辅助冷熔盐储罐1和热熔盐储罐2内的熔盐加热，第二熔盐电加热器13的电能来源于弃电或者谷电。
48.需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本
领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此本实用新型不再对排列组合后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本实用新型所公开。此外，需要指出上文中“空气”仅为示例，其他热稳定性好的气体同样适用。
49.本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

技术特征：

1.一种熔盐储能结合固体储能的新型储能梯级复合放热系统，其特征在于：包括冷熔盐储罐(1)、热熔盐储罐(2)、冷熔盐泵(3)、热熔盐泵(4)、熔盐电加热器(5)、固体储能设备(6)、空气熔盐换热器(8)、空气蒸汽换热器(9)和空气水换热器(10)，冷熔盐储罐(1)通过冷熔盐泵(3)与熔盐电加热器(5)相连，熔盐电加热器(5)与热熔盐储罐(2)连接，热熔盐储罐(2)通过热熔盐泵(4)与空气熔盐换热器(8)的熔盐入口连通，空气熔盐换热器(8)的熔盐出口与冷熔盐储罐(1)连通，所述固体储能设备(6)的出口与空气熔盐换热器(8)的空气入口连通，空气熔盐换热器(8)的空气出口与空气蒸汽换热器(9)的空气入口连通，空气蒸汽换热器(9)的出口与空气水换热器(10)的空气入口连通，空气水换热器(10)的空气出口与固体储能设备(6)的入口连通。2.根据权利要求1所述的一种熔盐储能结合固体储能的新型储能梯级复合放热系统，其特征在于：还包括熔盐蒸汽换热器(11)和熔盐水换热器(12)，所述空气熔盐换热器(8)的熔盐出口分为两支路，其中一支路与冷熔盐储罐(1)连通，另一支路与熔盐蒸汽换热器(11)的熔盐入口连通，熔盐蒸汽换热器(11)的熔盐出口与熔盐水换热器(12)的熔盐入口连通，熔盐水换热器(12)的熔盐出口与冷熔盐储罐(1)连通。3.根据权利要求1所述的一种熔盐储能结合固体储能的新型储能梯级复合放热系统，其特征在于：所述固体储能设备(6)的出口与空气熔盐换热器(8)的空气入口连通管道上安装有引风机(7)。4.根据权利要求1所述的一种熔盐储能结合固体储能的新型储能梯级复合放热系统，其特征在于：所述固体储能设备(6)的出口与空气熔盐换热器(8)的空气入口连通管道上安装有温度传感器、压力传感器和流量计。5.根据权利要求1所述的一种熔盐储能结合固体储能的新型储能梯级复合放热系统，其特征在于：所述冷熔盐储罐(1)和热熔盐储罐(2)内安装有第二熔盐电加热器(13)。6.根据权利要求1所述的一种熔盐储能结合固体储能的新型储能梯级复合放热系统，其特征在于：所述固体储能设备(6)由电加热装置加热固体镁砖，镁砖升温实现储能。7.根据权利要求1所述的一种熔盐储能结合固体储能的新型储能梯级复合放热系统，其特征在于：所述固体储能设备(6)的电能来源于弃电或谷电。8.根据权利要求5所述的一种熔盐储能结合固体储能的新型储能梯级复合放热系统，其特征在于：所述第二熔盐电加热器(13)的电能来源于弃电或谷电。

技术总结

一种熔盐储能结合固体储能的新型储能梯级复合放热系统，属于熔盐储能系统技术领域。本实用新型包括冷熔盐储罐、热熔盐储罐和固体储能设备，冷熔盐储罐通过冷熔盐泵与熔盐电加热器相连，熔盐电加热器与热熔盐储罐连接，热熔盐储罐通过热熔盐泵与空气熔盐换热器的熔盐入口连通，空气熔盐换热器的熔盐出口与冷熔盐储罐连通，固体储能设备与空气熔盐换热器的一端连通，空气熔盐换热器的另一端与空气蒸汽换热器的空气入口连通，空气蒸汽换热器的出口与空气水换热器的空气入口连通，空气水换热器的空气出口与固体储能设备的入口连通。本实用新型能够作为光热电站储能系统使用，在光热电站技术领域及其他工业领域具有重要的应用价值。值。值。