[發明專利]用于運行熱化學的儲熱器的方法

有效

• 申請號: 201580067077.3
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN107003080B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: V.達諾夫;M.考茨
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00;F28D15/02;F22D3/04
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 孟婧

本發明涉及一種用于運行熱化學的儲熱器(2)的方法，其中，通過裝載(100)熱化學的儲熱器(2)產生第一水蒸汽(40)并且將第一水蒸汽輸入熱交換器(4)，其中，第一水蒸汽(40)借助熱交換器(4)在至少部分排放其熱能的情況下至少部分地冷凝成水(41)，并且接著將水(41)置于壓力下。按照本發明，處于壓力下的水(41)被回引至熱交換器(4)并且在至少部分地吸收之前排放的熱能的情況下至少部分地蒸發成第二水蒸汽(42)，所述第二水蒸汽(42)至少部分地儲存在蒸汽存儲器(8、9)中。

本發明涉及一種用于運行、尤其是用于裝載和卸載熱化學的儲熱器的方法。

導致本發明的工作由歐盟的第七框架計劃[FP7/2007-2013]以資助協議n°282889進行資助。

在太陽熱發電站中，例如可以借助拋物形槽接收器或者塔式接收器由太陽照射獲取熱能。在此，將熱能傳遞至與蒸汽循環熱學耦連的流體。因此，借助蒸汽循環可以將熱能、也就是高溫熱轉換為電能。

然而，電能的產生直接與太陽照射耦合。為了將電能的產生與太陽照射脫耦，按照現有技術將熱學的儲熱器集成在太陽熱發電站的蒸汽循環中。熱學的儲熱器可以根據類型和尺寸補償短時間(多云)的和/或中等時間(夜晚)的太陽照射暫停。按照現有技術，例如將混凝土存儲器、鹽存儲器或者高壓水存儲器設置為熱學的儲熱器。

本發明所要解決的技術問題在于，借助熱化學的儲熱器實現有效地存儲熱能。

該技術問題通過具有獨立權利要求1所述特征的方法解決。在從屬權利要求中給出了本發明的有利的設計方案和擴展設計。

在按照本發明的用于運行熱化學的儲熱器的方法中，在第一步驟中，通過裝載熱化學的儲熱器產生第一水蒸汽。在第二步驟中，將第一水蒸汽輸入熱交換器。在第三步驟中，第一水蒸汽借助熱交換器在至少部分排放其熱能的情況下至少部分地冷凝成水。在接下來的第四步驟中，接著將水置于壓力中。換而言之，在第四步驟中提高水的壓力。接著按照本發明在第五步驟中將處于壓力中的水回引至熱交換器。在第六步驟中，處于壓力中的水在至少部分地吸收之前在第三步驟中排放的熱能的情況下至少部分地蒸發成第二水蒸汽。在第七步驟中，所述第二水蒸汽至少部分地儲存在蒸汽存儲器中。

因此，對在裝載時形成的水蒸汽(第一水蒸汽)進行回收式的冷卻。接著將由此至少部分液化的第一水蒸汽置于壓力中，也就是提高壓力，并且使之接著回收式地在至少部分吸收在回收式冷卻時排放的熱能的情況下再次被加熱或者過熱。按照本發明由此產生相對第一水蒸汽提高了壓力水平的水蒸汽(第二水蒸汽)。

按照本發明，以第二水蒸汽的形式存儲第一水蒸汽，第二水蒸汽具有比第一水蒸汽更高的壓力。由此，相對于直接存儲第一水蒸汽有利地減小了蒸汽存儲器的存儲器體積。第二水蒸汽的壓力越高，蒸汽存儲器所需的存儲器體積就越小。

按照本發明，在將冷凝的第一水蒸汽(水)置于壓力中(提高壓力)之前，借助熱交換器回收第一水蒸汽的一部分熱能并且傳遞至處于壓力中的水以產生第二水蒸汽。由此改善了方法的能效。此外，有利地降低了用于提高水的壓力所需的能量并且實現了以第二水蒸汽的形式節省存儲器體積地存儲第一水蒸汽。

按照本發明的方法尤其適用于存儲例如太陽熱發電站的高溫熱。

在本發明的一種特別有利的擴展設計中，在卸載熱化學的儲熱器時，將第二水蒸汽輸入熱化學的儲熱器中。

由此有利地通過第二水蒸汽提供用于卸載熱化學的儲熱器所需的水蒸氣。通常，在卸載時輸入熱化學的儲熱器中的水蒸氣(第二水蒸汽)需要具有比在裝載時產生的水蒸汽(第一水蒸汽)更大的壓力。所述更大的壓力有利地通過提高水的壓力并且由此通過第二水蒸汽實現。由此有利地將在裝載時產生的水蒸汽(第一水蒸汽)的存儲與在卸載時對水蒸汽(第二水蒸汽)的壓力的要求協同式地相結合。

按照本發明的一種有利的擴展設計，將Ruths式蓄汽器用作蒸汽存儲器。