本发明属于储能,具体涉及一种基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置及使用方法。
背景技术:
1、储能技术的意义在于可改变电能生产、输送和使用同步完成的模式,实现能源在时间维度上的错时利用。储能系统可以实现能源平滑波动、削峰填谷等功能,通过瞬时平衡负荷和发电的差异来平抑电网频率的波动。固体电蓄热锅炉和熔盐储热技术是常规大规模储能技术,已实现广泛工程应用。固体电蓄热锅炉储能过程将电能转化为固体蓄热块显热储存,放热过程利用空气带走热量加热给水,可直接在66kv/35kv/10kv等电压等级下工作。尽管固体蓄热块储热温度可达600℃以上,但受限于空气较低的导热系数,放热温度仅80℃~130℃,能量品味损失较大。
2、因此,亟需一种基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置及使用方法,以提高传热效率的同时降低投资成本。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提供一种基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置及使用方法的新技术方案。
2、根据本发明的第一方面,提供了一种基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置,包括:
3、流动通道和循环管道,多个流动通道并联设置,且每个所述流动通道内均填充有熔盐;各个流动通道的输出端均与所述循环管道的第一端连接,各个流动通道的输入端均与所述循环管道的第二端连接;
4、固体蓄热块,每个所述流动通道内的熔盐中设置有多个固体蓄热块,各个固体蓄热块用于将电能转化为热能并储存于溶盐;
5、换热器和熔盐泵,所述换热器和所述熔盐泵设置于所述循环管道,且所述熔盐泵位于所述换热器远离所述流动通道的输出端一侧,所述熔盐泵用于为液态的熔盐在流动通道、循环管道之间的循环提供动力;其中,液态的熔盐在所述换热器中进行放热。
6、可选地,所述固体蓄热块包括金属外壳、储热填料和电阻丝;
7、所述金属外壳的内部填充有储热填料,所述储热填料的内部设置有电阻丝;
8、电阻丝通电以将电能转化为热能并输送至储热填料,所述储热填料用于储热,并可将热能通过所述金属外壳传输至所述金属外壳外侧的溶盐。
9、可选地,基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置还包括调功器和电网;
10、每个所述固体蓄热块均通过所述调功器与所述电网电连接。
11、可选地,基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置还包括输出管道、输入管道、出口隔离阀和入口隔离阀;
12、各个流动通道的输出端分别通过输出管道与所述循环管道的第一端连接,且所述出口隔离阀设置于所述输出管道;
13、各个流动通道的输入端分别通过输入管道与所述循环管道的第二端连接,且所述入口隔离阀设置于所述输入管道。
14、可选地,基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置还包括第一测温元件;
15、每个所述输出管道上均设置有第一测温元件,所述第一测温元件用于测量流动通道的输出端的溶盐的温度。
16、可选地,基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置还包括第二测温元件;
17、所述第二测温元件设置于所述金属外壳,所述第二测温元件用于测量所述固体蓄热块的温度。
18、可选地,各个所述流动通道均位于所述一体化固体电蓄热装置的最低处。
19、可选地,基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置还包括第一支管、第二支管、旁路阀和调节阀;
20、所述循环管道的第二端具有两个端口,一个端口通过所述第一支管与所述输入管道连接,另个端口通过所述第二支管与所述输入管道连接;
21、所述调节阀设置于所述第一支管,所述旁路阀设置于所述第二支管。
22、根据本发明的第二方面,提供了一种基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置的使用方法,应用如第一方面所述的基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置,包括:
23、在电力低谷时,通过调功器增加用电负荷,以将电网富裕电能转化为固体蓄热块和熔盐显热热量储存下来;其中,电网富裕电量通过电缆流经固体蓄热块并转化为热量,伴随着固体蓄热块的温度逐渐升高,流动通道内部熔盐的温度也不断升高并形成高温溶盐;
24、在电力高峰时,通过调功器减少用电负荷或停止用电,利用储存的高温熔盐,使其通过换热器以加热给水并产生蒸汽,蒸汽用以对外做功或供汽;其中,首先,开启各个入口隔离阀、各个出口隔离阀以及调节阀,并关闭旁路阀,启动熔盐泵,以将流动通道内部的高温熔盐泵出;其次,高温熔盐进入换热器放热形成低温溶盐,低温溶盐依次经过调节阀、入口隔离阀,循环进入所述流动通道内。
25、可选地,基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置的使用方法还包括:
26、在系统停运期间,开启各个入口隔离阀和各个出口隔离阀,关闭调节阀,所述循环管道以及所述换热器中的熔盐在重力作用下回流至流动通道中。
27、本发明的一个技术效果在于:
28、在本申请实施例中,利用固体蓄热块作为主要蓄热介质,熔盐作为换热介质,不仅发挥了固体蓄热的低成本优势,而且相比于空气作为换热介质又大幅提高了传热效率。同时,该基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置能够减少熔盐用量,并能够避免防凝设备(电伴热、电加热器等)的使用,有助于降低运行成本。
29、另外,该基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置具有大规模、长时间、低成本、模块化等显著优势,可辅助电网削峰填谷,提升新能源消纳水平。
1.一种基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置,其特征在于,所述固体蓄热块包括金属外壳、储热填料和电阻丝;
3.根据权利要求2所述的基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置,其特征在于,还包括调功器和电网;
4.根据权利要求3所述的基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置,其特征在于,还包括输出管道、输入管道、出口隔离阀和入口隔离阀;
5.根据权利要求4所述的基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置,其特征在于,还包括第一测温元件;
6.根据权利要求5所述的基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置,其特征在于,还包括第二测温元件;
7.根据权利要求6所述的基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置,其特征在于,各个所述流动通道均位于所述一体化固体电蓄热装置的最低处。
8.根据权利要求7所述的基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置,其特征在于,还包括第一支管、第二支管、旁路阀和调节阀;
9.一种基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置的使用方法,其特征在于,应用如权利要求8所述的基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置,包括:
10.根据权利要求9所述的基于熔盐储热的一体化固体电蓄热装置的使用方法,其特征在于,还包括: