一种储能系统及其运行方法与流程

本发明涉及储能，尤其是涉及一种储能系统及其运行方法。

背景技术：

1、高温储热属于储能领域的分支，具有技术成熟、安全高效且不受地理条件限制等优点，得到了快速发展。高温储热的类型主要有高温蒸汽储热、热水储热、固体蓄热、熔盐储热等，其中熔盐储热应用最为广泛，其主要应用在太阳能光热发电、耦合火电机组调峰、独立储能电站、绿电供热等领域。熔盐储热技术可以与现有燃煤电厂相结合，在大规模储能的同时，为燃煤电厂实现机组深度调峰、调频、对外供热等目的。

2、目前熔盐储热领域主要采用双罐熔盐储热系统，该系统有两个熔盐储罐，一个低温罐，一个高温罐。在储能时，低温罐中熔盐使用熔盐泵打出，吸收热量(可以在吸热器上吸收太阳光的能量，也可以是电加热提供的热能)，熔盐温度升高，流入高温罐中，热能就储存起来；在放能时，高温罐中熔盐使用熔盐泵打出，与水换热，产生蒸汽供外界使用，熔盐温度降低，流回低温罐，完成一个循环。

3、熔盐存储系统运行时，熔盐在低温储罐和高温储罐间不断循环，低温储罐和高温储罐都需要满足所有熔盐存储要求，造成大量的存储空间浪费。此外，由于熔盐比热容只有水的40％，因此熔盐储热系统需要大量熔盐，提高了系统造价。因此，提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种储能系统，该储能系统能够节约熔盐储罐的占地面积，减少熔盐用量，降低系统造价。本发明的第二目的在于提供上述储能系统的运行方法。

2、本发明提供一种储能系统，包括储热罐，所述储热罐内部设有若干个密封储罐，所述密封储罐内部设有金属钾，所述储热罐与所述密封储罐之间设有熔盐；所述储热罐的熔盐出口通过出盐管道分别与电加热器、换热器连接，所述出盐管道靠近所述储热罐的一端设有熔盐循环泵；所述电加热器的熔盐出口和所述换热器的熔盐出口通过进盐管道与所述储热罐的熔盐进口连接，所述换热器的进水口与供水管道连接，所述换热器的蒸汽出口与供汽管道连接。

3、进一步地，所述储热罐内部设有上固定板和下固定板，所述密封储罐贯穿设置在所述上固定板和所述下固定板中，所述上固定板和所述下固定板底部分别设有上导向环和下导向环，所述密封储罐外部设有固定支座，所述固定支座与所述上导向环的底部固定连接。

4、进一步地，所述上固定板和所述下固定板上分别贯穿设有多个过流孔，所述过流孔的直径大于50mm且小于100mm。

5、进一步地，所述过流孔底部设有引流通道，所述引流通道的高度与所述过流孔的直径相同。

6、进一步地，所述熔盐循环泵与所述储热罐之间设有缓冲罐。

7、进一步地，所述供水管道上设有给水泵。

8、进一步地，所述储热罐内部设有熔盐分布器，所述熔盐分布器位于所述密封储罐下方。

9、进一步地，所述电加热器的熔盐进口和熔盐出口处分别设有第一阀门和第二阀门。

10、进一步地，所述换热器的熔盐进口和熔盐出口处分别设有第三阀门和第四阀门。

11、本发明提供一种上述储能系统的运行方法，包括以下步骤：

12、(1)储能时，启动熔盐循环泵，将储热罐中的熔盐输送至电加热器中，将电能转化为热能，加热后高温熔盐回到储热罐中，储热罐中的高温熔盐加热密封储罐中的液体金属钾，液体金属钾吸热转变为气态金属钾的过程中吸收大量汽化潜热，完成热量储存；

13、(2)释能时，启动熔盐循环泵并关闭电加热器，将储热罐内部的高温熔盐运输至换热器中，高温熔盐与进入换热器中的水进行换热变为低温熔盐，水吸热蒸发为高温水蒸汽，对外供汽，低温熔盐再回到储热罐中吸收密封储罐中气态金属钾的热量，气态金属钾释放汽化潜热转变为液态金属钾，完成释能。

14、综上所述，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

15、本发明的技术方案采用金属钾的状态变化带来的汽化潜热进行储能，极大节约了熔盐储罐的占地面积，仅采用熔盐作为导热介质，从而极大减少熔盐用量，减少熔盐投资；同时金属钾采用密封储罐存储，能够根据实际生产需要的储热温度区间调节密封储罐的装填压力，温度调整简单方便；设置的电加热器能够通过电网取电进行储热，属于大规模长时储能系统，与光伏、风电等新能源系统接合有利于抑制新能源的波动性。

技术特征：

1.一种储能系统，其特征在于，包括储热罐(1)，所述储热罐(1)内部设有若干个密封储罐(2)，所述密封储罐(2)内部设有金属钾，所述储热罐(1)与所述密封储罐(2)之间设有熔盐；所述储热罐(1)的熔盐出口通过出盐管道(8)分别与电加热器(5)、换热器(6)连接，所述出盐管道(8)靠近所述储热罐(1)的一端设有熔盐循环泵(4)；所述电加热器(5)的熔盐出口和所述换热器(6)的熔盐出口通过进盐管道(9)与所述储热罐(1)的熔盐进口连接，所述换热器(6)的进水口与供水管道连接，所述换热器(6)的蒸汽出口与供汽管道连接。

2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述储热罐(1)内部设有上固定板(101)和下固定板(102)，所述密封储罐(2)贯穿设置在所述上固定板(101)和所述下固定板(102)中，所述上固定板(101)和所述下固定板(102)底部分别设有上导向环(1011)和下导向环(1021)，所述密封储罐(2)外部设有固定支座(201)，所述固定支座(201)与所述上导向环(1011)的底部固定连接。

3.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，所述上固定板(101)和所述下固定板(102)上分别贯穿设有多个过流孔(103)，所述过流孔(103)的直径大于50mm且小于100mm。

4.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，所述过流孔(103)底部设有引流通道(104)，所述引流通道(104)的高度与所述过流孔(103)的直径相同。

5.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述熔盐循环泵(4)与所述储热罐(1)之间设有缓冲罐(3)。

6.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述供水管道上设有给水泵(7)。

7.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述储热罐(1)内部设有熔盐分布器(105)，所述熔盐分布器(105)位于所述密封储罐(2)下方。

8.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述电加热器(5)的熔盐进口和熔盐出口处分别设有第一阀门(10)和第二阀门(11)。

9.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述换热器(6)的熔盐进口和熔盐出口处分别设有第三阀门(12)和第四阀门(13)。

10.一种权利要求1-9任一所述的储能系统的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及储能技术领域，尤其是涉及一种储能系统及其运行方法。包括储热罐，所述储热罐内部设有若干个密封储罐，所述密封储罐内部设有金属钾，所述储热罐与所述密封储罐之间设有熔盐；所述储热罐的熔盐出口通过出盐管道分别与电加热器、换热器连接，所述出盐管道靠近所述储热罐的一端设有熔盐循环泵；所述电加热器的熔盐出口和所述换热器的熔盐出口通过进盐管道与所述储热罐的熔盐进口连接，所述换热器设有进水口和蒸汽出口。该储能系统采用金属钾的状态变化带来的汽化潜热进行储能，极大节约了熔盐储罐的占地面积，仅采用熔盐作为导热介质，从而极大减少熔盐用量，减少熔盐投资。

技术研发人员：耿宣,汪洋,苏军划,王争荣,何佳,王凯亮
受保护的技术使用者：中国华电科工集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/13