[發明專利]用于儲存液體的設備

有效

• 申請號: 201580038215.5
• 申請日: 2015-05-13
• 公開（公告）號: CN106662411B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: J·沃特曼;M·萊登伯格;K·費得塞勒
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 黃麗娜;吳鵬

本發明涉及一種用于儲存液體的設備，其包括至少兩個串聯連接的儲存單元(3)，其中熱液體能經由第一中央管路(35)供給到第一儲存單元(3)或從第一儲存單元(3)除去并且冷液體能經由第二中央管路(33)供給到串聯連接的儲存單元(3)中的最后一個儲存單元或從最后一個儲存單元除去，并且其中串聯連接的儲存單元(3)中的液體的溫度在任何情況下均從第一儲存單元(3)到最后一個儲存單元(3)降低，并且各個儲存單元(3)分別經由從較熱的儲存單元(3)的下部區域(11)到較冷的儲存單元(3)的上部區域(15)的連接部(5；7)相互連接，并且其中至少一個儲存單元(3)由罩蓋(27)封閉且因此在儲存單元(3)中的液體與罩蓋(27)之間形成氣體空間(25)，其中氣體管路(29)從至少一個氣體空間(25)分支并進入較冷的儲存單元(3)的液體中或兩個相鄰的儲存單元(3)的連接部(5；7)中的液體中，相鄰的儲存單元(3)中的至少一個具有比氣體管路(29)從其氣體空間(25)分支的儲存單元(3)的溫度低的溫度。

技術領域

本發明基于一種用于儲存液體的設備，其包括至少兩個串聯連接的儲存單元，其中熱液體能經由第一中央管路供給到第一儲存單元或從其被除去，并且冷液體能經由第二中央管路供給到串聯連接的儲存單元中的最后一個儲存單元或從其被除去，并且其中串聯連接的儲存單元中的液體的溫度在任何情況下均從第一儲存單元到最后一個儲存單元降低，并且各個儲存單元分別經由從較熱的儲存單元的下部區域到較冷的儲存單元的上部區域的連接部相互連接，并且其中至少一個儲存單元由罩蓋封閉且因此在儲存單元中的液體與罩蓋之間形成有氣體空間。

背景技術

用于儲存液體的設備——熱液體可在一個位置從該設備被除去或供給到該設備并且冷液體可在另一個位置從該設備被除去或供給到設備——例如用于太陽能發電站中。相應設備的使用使得太陽能發電站甚至在無太陽光的時段例如在夜間也可以不間斷運行。為了實現不間斷運行，大型太陽能發電站需要非常大的蓄熱器。例如，已知在當前普遍運行的具有50MW的電功率的拋物面槽式太陽能發電站中，利用了容納高達28000t鹽作為蓄熱介質的蓄鹽器。鹽儲存在兩個雙重地布置的罐中。在太陽光的作用下，在太陽能電池中被加熱的傳熱介質從冷罐被驅動到熱罐中。在卸載運行期間，蓄熱介質從熱罐被除去并且在發電站中冷卻，從而產生電能。冷卻后的蓄熱介質返回冷罐。

為了能以更大的功率或在更長的時間段不間斷地運行太陽能發電站，需要與當前已知的蓄熱設備相比明顯更大的蓄熱器。在這一點上，首先存在使用大量較小蓄熱器的可能性，但這需要大量空間或需要使用大型蓄熱器。

為了避免容器中產生導致不允許的很大的力作用在容器的外殼上的負壓，容器中的未占據容積被充填氣體。在可氧化的蓄熱介質的情況下，另外需要避免氧化。為此，例如，使用氮氣作為用于占據未被蓄熱介質充填的容積的氣體。在不會氧化的蓄熱介質的情況下，空氣也可用于此目的。

在溫度波動的情況下，蓄熱介質和填充氣體占用的容積由于蓄熱介質和填充氣體的熱膨脹而改變。氣態罐內含物的體積變化這里優先于液態罐內含物的體積變化。通過除去氣體，例如通過將氣體輸出到大氣中，可以控制體積變化。然而，氣體可能包含空氣中的異物并且可能必須進行清洗。或者，氣體可被供給到氣體蓄積器并且可再次從其中除去。又一可能性部分地在于使儲存容器在升高的壓力下運行。通過容器的設計來控制高壓需要高費用。為此，打算消除容器的外殼的額外的壓力負荷。為此目的，大型容器優選在環境壓力下運行。

為了避免設置兩個單獨的罐，已知使用分層式蓄積器，也稱為溫躍層蓄積器。在分層式蓄積器中，在蓄熱介質中存在豎向溫度梯度。由于熱的蓄熱介質通常具有比冷的蓄熱介質低的密度，所以在分層式蓄積器的上部區域中存在熱的蓄熱介質并且在下部區域中存在冷的蓄熱介質。借助于該密封作用，容器中的溫度分層穩定。容器的上部區域熱且下部區域冷。在裝載蓄熱介質期間，熱的蓄熱介質在上部區域中被供給到分層蓄積器并且冷的蓄熱介質從下部區域被除去。這里容器中的蓄熱介質的總量保持基本上恒定。相應地，在卸載期間，熱的蓄熱介質從上部區域被除去并且冷的蓄熱介質在下部區域中供給。