一種無排放無污染的液體熱能儲能裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于熱能儲能利用【技術領域】，具體涉及一種無排放、無污染熱能儲能裝置。本實用新型的主要目的是提供無污染、無排放、儲能節能、熱能再利用等，提供了一種液體儲能技術生產裝置系統。本實用新型系統包括：高溫熔鹽儲罐系統2001單元，用于儲存高溫熔鹽溶液；低溫熔鹽儲罐系統2002單元，用于儲存低溫熔鹽溶液；換熱傳熱體系；發電機組系統。
【專利說明】一種無排放無污染的液體熱能儲能裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于熱能儲能利用【技術領域】，具體涉及一種無排放、無污染熱能儲能裝置。
【背景技術】
[0002]進入新世紀以來，我國電源結構和布局不斷優化，電網配制能力明顯提升，電力技術自主創新能力顯著提高，現在我國裝機容量為12.47億千瓦，電源和電網規模已經躍居世界首位。如今，風電、太陽能、液體熱能儲能技術等可再生利用能源在中國快速崛起，但風電、太陽能具有不穩定的電力特性，向電網的安全運行提出了嚴峻挑戰，因此液體熱能儲能技術的發展正在孕育著重大的新突破，為儲能技術開啟了大量商機，中國儲能應用市場潛力巨大。中國儲能市場前景十分的樂觀，一方面國家和電網層面給予新能源發展的有力支撐，高效儲能設施、調頻等相關的政策規定也正在研究階段。另一方面，隨著新能源發電重視程度提高，帶動著儲能與投資的關系變得越來越緊密。液體熱能儲能技術可以實現有效平滑上網、削峰填谷、系統調頻、計劃跟蹤、儲能調節、智能輸電、平穩可控的技術路線。
[0003]目前，熔融鹽儲能技術，是利用夜間用電行業負荷低谷時段，將鍋爐所產部分蒸汽熱能作為加熱介質把熔鹽加熱后存儲起來，到白天用電尖峰時段釋放，通過換熱產生蒸汽推動汽輪機發電，可實現持續發電、調峰發電。目前，世界上已經建設運行和在建的儲熱的熱電站，幾乎全部采用儲能技術，但中國在該項【技術領域】尚屬起步階段。值得說明的是，根據發電路徑的不同，換熱系統涉及到鹽-水換熱、汽-鹽換熱等方式，如何更好地處理熔鹽凝固、結晶等的安全使用，是換熱系統的關鍵；而根據路徑不同，合理優化配置換熱系統以及防凝固技術，則是液體熔鹽儲能技術的關鍵。
[0004]高溫熔鹽儲熱是的一個重要技術特點。光伏與風電有一步到電的方便，但難以大規模儲電。儲熱比儲電容易，大規模儲熱可行性得到充分驗證。我們采用三元體系熔鹽(KN03、NaN03、NaN03)作儲能介質，溫度范圍可以達到220—600度。高溫介質送進巨型儲熱庫做儲存，儲能有接續與移時作用，既可用于基本負荷，也能承擔顛峰負荷，與主流能源功能相同，同時三元體系熔鹽還具有以下特性:1、離子熔體，具有良好的導電性能。2、具有廣泛的溫度空間，具有相對熱穩定性。3、熱容量大。4、低粘度，運行費用低。5、具有穩定的化學性質。熔鹽為儲熱介質或傳熱介質的發電站熱力島中，熔鹽泵是熔鹽泵的動力源，傳動系統包括主軸和軸承支架，負責完成動力傳送。將電機的高速運轉轉化為葉輪運轉，用以產生輸送高溫熔鹽的動力。輸送系統則主要由輸送管組成,用于完成高溫熔鹽的輸送,熔鹽泵也是其中最為關鍵的設備之一。由于熔鹽泵需要長期在220攝氏度?550攝氏度左右的溫度范圍內運行，我們進行反復進行熔鹽泵工況實驗，并取得驗證其工作性能數據。高溫熔融鹽儲能系統技術，采用三元體系熔鹽。與傳熱介質水、蒸汽、液態金屬、熱空氣相比較，熔鹽傳熱無相變，傳熱均勻穩定、傳熱性能好、系統壓力小、使用溫度較高、價格低、安全可靠，但在輸送過程中溫度較高，容易遇冷凝固凍堵管路。針對這個問題，駿化集團公司研發預熱防凝固核心技術，該技術采用工藝管道設計、循環流速以及加熱饒管和電加熱帶綜合使用有效解決了這一問題，它用于高溫熔鹽管路、設備的預熱與伴熱，根據換熱需要及時調整流量，優化熔鹽輸送系統的保溫、控制、溫度和壓力，防止熔融鹽在設備或管路中凝固，保證了熔鹽系統的安全穩定運行。同時高溫熔鹽泵運行技術也取到突破，并取得工程試驗成功，同時為我國高溫液體儲能發電技術走向產業化積累了寶貴經驗。
實用新型內容
[0005]本實用新型的主要目的是提供無污染、無排放、儲能節能、熱能再利用等，提供了一種液體儲能技術生產裝置系統。
[0006]本實用新型系統包括:高溫熔鹽儲罐系統2001單元，用于儲存高溫熔鹽溶液；低溫熔鹽儲罐系統2002單元，用于儲存低溫熔鹽溶液；換熱傳熱體系；發電機組系統1005，水處理器R-1003 ；
[0007]設備工藝描述:換熱器E-1001是采用高效管殼式換熱器，高溫熔鹽走管程，蒸汽走殼程。高溫蒸汽系統采用540度蒸汽或者采用電源加熱熔鹽，對熔鹽P-1002泵來料進行加熱，被加熱后熔鹽約480度進入設備E-1002、E-1003、V-2002或P-1002、E-1001進行循環實現熱能利用，或E-1001設備換熱后高溫熔鹽進入高溫儲罐系統進行儲備，在需要時由P-1001進行循環實現換熱能量轉換。高溫高壓的蒸汽經過E-1001換熱的后進入E-1004換熱器，實現熱能的階梯利用，E-1004采用U型管布置方式。
[0008]換熱器E-1002是蒸汽過熱器，結構形式U型管式，將飽和蒸汽進行提高過熱度，滿足發電機組的需求。
[0009]換熱器E-1003是蒸汽過熱器，對水處理器R-1003生產的104度脫鹽水進行加熱生產飽和蒸汽的。從E-1003出來低溫熔鹽進入V-2002或進行小循環。
[0010]在發電時段對高溫熔鹽循環量進行調節，但是需要整個系統約有20%熔鹽進行循環，維持整個系統穩定運行，防止系統堵塞以及維持整個系統能夠最小負荷正常運行，通過大量實驗數據以及工藝管線設計、循環流速等綜合因素，最小循環量為20%，否則會發生管道堵塞或導致熔鹽發生變化，同時熱量較小難以維持發電機組的經濟運行。若在不需要大量發電時段，整個系統80%高溫熔鹽被利用為熱能調整儲備到V-2001，當需要提高發電負荷時P-1001啟動，從而加大系統高溫熔鹽的循環量進行熱能交換，提供發電負荷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是液體熱能儲能利用裝置工藝流程圖。
[0012]圖中:高溫熔鹽換熱器E-1001，蒸汽過熱器E-1002，蒸汽過熱器E-1003，蒸汽換熱器E-1004，高溫熔鹽儲罐系統V-2001、低溫熔鹽儲罐系統V-2002，熔鹽泵P-1001，輸料泵P-1002，汽輪機發電系統1005，水處理器R-1003。
【具體實施方式】
[0013]圖1為液體熱能儲能利用裝置的簡易流程圖。根據圖1所述的設備，熔鹽泵P-1002將低溫儲槽V-2002中的熔鹽升壓到0.8MPa輸送至蒸汽加熱器E-1001中，在540度高溫蒸汽或者采用電源直接對熔鹽介質加熱，約480度高溫熔鹽進入蒸汽過熱器E-1002將熱量輸送至飽和蒸汽，將3.43MPa約245度的飽和蒸汽加熱到445度，從而提高蒸汽過熱度滿足發電汽輪機需求，約360度熔鹽繼續與E-1003進行換熱，產生約245度飽和蒸汽，熔鹽換熱后約280度進入V-2002進行儲備或直接進行循環進入E-1001進行再次加熱循環。
[0014]若為降低發電負荷而減少高溫熔鹽的循環量，可將80%的高溫熔鹽先進入高溫儲槽V-2001儲藏起來，進入E-1002、E-1003等高溫熔鹽只有約20%循環量進行維持系統運行。到白天用電尖峰時段通過輸料泵P-1001將所儲備的高溫熔鹽打入系統，進入蒸汽過熱器E-1002、E-1003將熱量輸送至蒸汽介質。脫鹽水104度進入鍋爐E-1003進行加熱生產飽和蒸汽3.43MPa進入E-1002可以提高過熱度，蒸汽溫度升高至445度，滿足發電機組的需求。從E-1003出來低溫熔鹽進入V-2002或進行20%循環，在白天用電尖峰時段通過輸料泵P-1002加大熔鹽循環量，提高換熱量而提高發電負荷。
【權利要求】
1.一種無排放無污染的液體熱能儲能利用裝置，包括蒸汽換熱器E-1001，蒸汽過熱器E-1002,蒸汽過熱器E-1003，蒸汽換熱器E-1004，低溫熔鹽儲罐系統V-2002，高溫熔鹽儲罐系統V-2001，輸料泵P-1001，熔鹽泵P-1002，發電機1005，水處理器R-1003，其特征在于熔鹽泵P-1002的出口管與換熱器E-1001的入口管連接，蒸汽換熱器E-1001的出口管與蒸汽過熱器E-1002，高溫熔鹽儲罐系統V-2001以及蒸汽換熱器E-1004的入口管分別連接，高溫熔鹽儲罐系統V-2001的出口管與輸料泵的P-1001入口管連接，輸料泵P-1001的出口管與蒸汽過熱器E-1002的入口管連接，蒸汽過熱器E-1002的出口管與蒸汽過熱器E-1003，發電機1005的入口管連接，蒸汽過熱器E-1003的出口管與低溫熔鹽儲罐系統V-2002的入口管連接，低溫熔鹽儲罐系統V-2002的出口管與熔鹽泵P-1002的入口管連接，水處理器R-1003的出管口與蒸汽過熱器E-1003的入管口連接。
【文檔編號】F28D20/00GK204165435SQ201420458567
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年8月14日 優先權日:2014年8月14日
【發明者】湯廣斌, 甘世杰, 賀令, 李新麗 申請人:河南駿化發展股份有限公司