[發明專利]鈉氯化物儲熱蓄電發電裝置

在審

• 申請號: 201610005196.2
• 申請日: 2016-01-07
• 公開（公告）號: CN106953352A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 張建城
• 申請（專利權）人: 張建城
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32;H01M10/39;H01M10/655;H01M10/659;F01K27/00;H02K7/18;F24J2/34;F28D20/00
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1.鈉氯化物儲熱蓄電發電裝置包括鈉氯化物電池堆、熱力循環系統、電力存儲和電力輸出系統，熱力發電循環系統，其中：

1)所述鈉氯化物電池堆是圓體、或正方體、或長方體結構，包括由水泥或磚混材料、固體顆粒和耐火材料構成的保溫層、金屬或陶瓷材料構成的耐腐蝕耐高溫內壁；鈉氯化物單體電池及固定支架、電池正負極輸出接口、儲熱介質進出口、陶瓷內蓋板、外蓋板、儲熱介質傳輸管線；

2)所述鈉氯化物單體電池直接置入鈉氯化物電池堆池體內；鈉氯化物電池堆池體內灌注低結晶點熔鹽或固體儲熱介質；鈉氯化物單體電池周邊或底部布置換熱管道；

3)所述熱力循環系統包括以聚光太陽能裝置、傳熱工質、換熱裝置、傳熱工質儲罐、電力加熱器、壓力泵、傳輸管線、一體化換熱蒸發儲熱罐或儲熱池、儲熱介質、蒸發器、鈉氯化物電池堆；或以電力加熱器為核心的電力熱循環系統，包括一體化換熱蒸發儲熱罐或儲熱池、傳輸管線、電力加熱器、鈉氯化物電池堆；或配置天燃氣、沼氣、烷烴類氣體燃氣熱力循環系統；

4)所述一體化換熱蒸發儲熱罐或儲熱池內設置傳熱介質和儲熱介質進出口，以及太陽能傳熱工質及換熱裝置；或電力加熱器；或在罐內、或在罐外設置動力工質蒸發器；

5)所述熱力發電系統包括傳熱工質、一體化換熱蒸發儲熱罐或儲熱池、蒸發器、渦輪透平、或螺桿動力機、冷凝器、壓力泵、動力工質及儲罐、或冷凝劑儲罐有機組成的蒸汽朗肯循環、或有機朗肯循環、或卡琳娜循環的動力發電機組；或由渦扇壓縮機、換熱器、渦輪透平、發電機組成的布雷頓循環動力發電機組；或配以直流永磁電動機直接驅動的交流發電機組；

6)所述動力工質為水蒸氣、二氧化碳氣、一氧化氮氣、有機工質、氨及氨與水的混合液；

7)所述傳熱工質為空氣、或氮氣、或二氧化碳氣，或惰性氣體氦、氖、氬、氪、氙的其中一種，或水蒸汽、或乙二醇、或丙二醇、或導熱油、或熔鹽包括三元硝酸類、氯化鈉類低結晶點熔鹽、或硫及硫的改性物；

8)所述儲熱介質包括固體儲熱介質、或熔鹽儲熱介質，或兩者的混合物；熔鹽儲熱介質為三元低結晶點熔鹽；固體儲熱介質包括玻璃微珠、碳化硅顆粒、陶瓷顆粒、石英流沙顆粒；或粉態固體顆粒包括水泥熟料、粉煤灰，或經球磨制作的花崗巖、玄武巖、火成巖、石英巖粉粒；或為提高固體儲熱介質導熱系數在其中添加的金屬粉末如鋁粉、銅粉、鐵粉；或由金屬冶煉產生的廢渣如鋁廢渣、銅廢渣、鐵礦渣、鋼渣；或由廢棄的金屬切削渣制作的顆粒料；或回收的具有較高導熱系數的金屬粉塵；經充分混合成為兼具比熱容和導熱系數良好的固體儲熱介質；

9)所述電力存儲和電力輸入輸出系統包括整流器、逆變器；溫度自動控制和電力自動控制系統；

其主要特征在于：

1)聚光太陽能裝置出口連接動力工質蒸發器端進口，出口連接一體化換熱 蒸發儲熱罐或儲熱池的換熱裝置進口，換熱裝置出口連接壓力泵進口，其出口連接傳熱工質儲罐然后至聚光太陽能裝置進口；或同時在一體化換熱蒸發儲熱罐或儲熱池內設置電力加熱器，確保無光照時熱環境穩定；或不設置聚光太陽能裝置熱力循環系統，由風力、光伏或電網提供電力直接加熱電力加熱器為一體化換熱蒸發儲熱罐或儲熱池儲熱介質提供熱源；

2)鈉氯化物電池堆經串聯或并聯后其正負極端口分別連接逆變器，逆變器連接電網；或將鈉氯化物電池堆正負極端口連接直流永磁電動機，并驅動交流發電機直接并網發電；或并聯設置逆變器和直流永磁電動機，可任意選擇其中一種技術向電網送電；電網超負荷過載富裕電力，或被風電、光伏放棄的垃圾電力經整流器連接電力控制裝置至鈉氯化物蓄電池堆儲能蓄電；

3)在一體化換熱蒸發儲熱罐或儲熱池內或外設置動力工質蒸發器，動力工質蒸發器一端為傳熱工質進出口，另一端為動力工質進出口；動力工質蒸發器動力工質端出口分別順序連接動力發電機組的渦輪透平或螺桿動力機、冷凝器、動力工質儲罐或冷凝液儲罐、或壓力泵、或換熱器、或渦扇壓縮機，經壓力泵或換熱器送出的動力工質輸入到一體化換熱蒸發儲熱罐或儲熱池的蒸發器動力工質端進口，完成動力工質膨脹做功循環和驅動發電機發電；

4)鈉氯化物電池堆由數量不等的鈉氯化物單體電池組成，鈉氯化物電池堆設置儲熱或傳熱介質進出口，儲熱或傳熱介質進口經控制閥連接一體化換熱蒸發儲熱罐或儲熱池儲熱或傳熱介質出口，儲熱或傳熱介質出口連接壓力或熔鹽泵進口，壓力或熔鹽泵出口連接一體化換熱蒸發儲熱罐或儲熱池儲熱或傳熱介質進口；鈉氯化物單體電池浸沒在鈉氯化物電池堆儲熱介質內；鈉氯化物儲熱蓄電發電裝置可根據容量設計由若干個鈉氯化物電池堆串聯或并聯形成兆瓦甚至數十兆瓦蓄電發電能力。