本發明涉及熔鹽儲熱,具體涉及一種臥式單罐熔鹽儲熱系統。
背景技術:
1、傳統的熔鹽雙罐儲熱系統采用冷熱熔鹽分離的設計,通過冷熱熔鹽在冷罐與熱罐之間的循環換熱,降低了技術風險,提高了整個儲熱系統的穩定性。熔鹽雙罐儲熱系統通常能夠支持更大的儲能規模,這對于滿足大規模、長時間的儲能需求具有重要意義。但是,熔鹽雙罐儲熱系統需要額外的設備和管道來實現冷熱熔鹽的分離和循環,因此投資和運營成本較高,且熔鹽雙罐儲熱系統涉及更多的控制邏輯和操作過程,增加了系統的復雜性和維護難度。另外,由于需要兩個獨立的罐體,熔鹽雙罐儲熱系統通常占地面積較大,這對于空間有限的場所可能是一個挑戰。
2、隨著能源存儲技術的進步,小型化、輕量化成為熔鹽儲罐的重要發展方向。熔鹽單罐系統可以更好地滿足小型化應用的需求,為分布式能源系統、移動能源系統等提供便捷、高效的能源存儲解決方案。
3、目前,單罐熔鹽儲熱技術存在幾種技術路線,其中斜溫層熔鹽單罐的上部儲存高溫熔鹽,下部儲存低溫熔鹽,由于冷熱熔鹽同時儲存在一個罐中,儲-放熱過程中罐體受到的熱應力較大,尤其是中部斜溫層區域溫度梯度最大,對罐壁造成的應力影響也最大,嚴重者會造成熔鹽泄露,影響熔鹽單罐的安全運行;單泵熔鹽單罐儲熱系統的儲熱、釋熱工況只能夠分時段運行,無法實現用戶24h供汽的需求,并且系統中包含疏鹽罐等設備,運行復雜、占地面積大。結合工商業的供汽需求,設計一種臥式單罐熔鹽儲熱系統,實現24h穩定供汽是目前亟待解決的問題。
技術實現思路
1、本發明要解決的技術問題是:提供一種臥式單罐熔鹽儲熱系統及方法,簡化熔鹽儲熱系統,減少占地面積,實現24h穩定供汽。
2、為了達到上述目的,本發明的技術方案提供了一種臥式單罐熔鹽儲熱系統,包括熔鹽單罐,熔鹽加熱器、釋熱換熱器、熔鹽泵、熔鹽噴淋器;熔鹽單罐的出口通過熔鹽泵與熔鹽加熱器的入口連通;熔鹽加熱器的出口與釋熱換熱器的入口連通;釋熱換熱器的出口與熔鹽單罐的入口連通。所述熔鹽單罐為臥式儲罐,其上部插入熔鹽泵、設置熔鹽噴淋器;熔鹽通過熔鹽噴淋器流至熔鹽單罐中;所述臥式單罐熔鹽儲熱系統采用高低位布置,熔鹽單罐布置于低位,熔鹽加熱器、釋熱換熱器布置于高位。
3、優選的,所述熔鹽加熱器、釋熱換熱器的位置可以根據實際情況互換。
4、優選的,所述熔鹽單罐為臥式儲罐。
5、優選的,所述熔鹽單罐中的儲熱介質為單一熔鹽或多元混合熔鹽。
6、優選的,所述熔鹽加熱器的熱源為谷電、新能源電、太陽能、高溫蒸汽或高溫煙氣。
7、優選的,所述臥式單罐熔鹽儲熱系統還包括電伴熱系統,在設備、管道、閥門上都設置電伴熱裝置。
8、本發明的技術方案還提供了一種臥式單罐熔鹽儲熱方法,包括以下工況:
9、a、儲熱工況:所述釋熱換熱器處于不工作的狀態,所述熔鹽單罐中的熔鹽被所述熔鹽泵泵出,流向所述熔鹽加熱器中,溫度升高后流向所述釋熱換熱器,隨后流入所述熔鹽單罐中;熔鹽一直被循環加熱,加熱至指定溫度后,儲熱工況結束;
10、b、釋熱工況:所述熔鹽加熱器處于不工作的狀態,所述熔鹽單罐中的熔鹽被所述熔鹽泵泵出,流向所述熔鹽加熱器,隨后流向所述釋熱換熱器,溫度降低后流入所述熔鹽單罐中;熔鹽一直被循環降溫,降溫至指定溫度后,釋熱工況結束;
11、c、邊儲邊釋工況:所述熔鹽單罐中的熔鹽被所述熔鹽泵泵出,流向所述熔鹽加熱器中,溫度升高后流向所述釋熱換熱器,溫度降低后流入所述熔鹽單罐中;熔鹽在一次循環中先經升溫再降溫,若升溫的程度強于降溫的程度,則熔鹽處于被循環加熱中;若升溫的程度等于降溫的程度,則熔鹽處于溫度不變的狀態中。
12、與現有技術相比,本發明的有益效果如下:
13、(1)本發明中熔鹽單罐采用高度更小的臥式儲罐結構、低位布置的設計,使熔鹽加熱器、釋熱換熱器更易實現高位布置,同時使熔鹽單罐具備疏鹽罐的功能,簡化系統,減少系統占地及投資。
14、(2)本發明通過熔鹽加熱器、釋熱換熱器串聯的設計,使熔鹽儲熱系統可以運行儲熱工況、釋熱工況及邊儲邊釋工況,實現用戶24h穩定供汽的需求,并且各設備一直處于熱備用狀態,運行控制簡單,響應速度快。
15、(3)本發明通過在熔鹽單罐上設置熔鹽噴淋器,使儲熱、釋熱過程中冷熱熔鹽可以快速混合均勻,保證了熔鹽單罐的安全運行。
1.一種臥式單罐熔鹽儲熱系統,其特征在于,包括熔鹽單罐(1),熔鹽加熱器(2)、釋熱換熱器(3)、熔鹽泵(4)、熔鹽噴淋器(5);熔鹽單罐(1)的出口通過熔鹽泵(4)與熔鹽加熱器(2)的入口連通;熔鹽加熱器(2)的出口與釋熱換熱器(3)的入口連通;釋熱換熱器(3)的出口與熔鹽單罐(1)的入口連通;所述熔鹽單罐(1)為臥式儲罐,其上部插入熔鹽泵(4)、設置熔鹽噴淋器(5);熔鹽通過熔鹽噴淋器(5)回流至熔鹽單罐中;所述臥式單罐熔鹽儲熱系統采用高低位布置,熔鹽單罐(1)布置于低位,熔鹽加熱器(2)、釋熱換熱器(3)布置于高位。
2.根據權利要求1所述的一種臥式單罐熔鹽儲熱系統,其特征在于,所述熔鹽加熱器(2)、釋熱換熱器(3)的位置可以根據實際情況互換。
3.根據權利要求1所述的一種臥式單罐熔鹽儲熱系統,其特征在于,所述熔鹽單罐(1)為臥式儲罐。
4.根據權利要求1所述的一種臥式單罐熔鹽儲熱系統,其特征在于,所述熔鹽單罐(1)中的儲熱介質為單一熔鹽或多元混合熔鹽。
5.根據權利要求1所述的一種臥式單罐熔鹽儲熱系統,其特征在于,所述熔鹽加熱器(2)的熱源為谷電、新能源電、太陽能、高溫蒸汽或高溫煙氣。
6.根據權利要求1所述的一種臥式單罐熔鹽儲熱系統,其特征在于,所述臥式單罐熔鹽儲熱系統還包括電伴熱系統,在設備、管道、閥門上都設置電伴熱裝置。
7.根據權利要求1所述的一種臥式單罐熔鹽儲熱系統,其特征在于,提供一種臥式單罐熔鹽儲熱方法,包括以下工況: