[發明專利]熔鹽蓄熱儲能發電系統及包含其的儲能電站

在審

• 申請號: 201711278972.7
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN109883230A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 袁曉鳳;李啟明;王建強;周翀
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00;F01K25/08;F02G1/043;F02G1/057;H02J15/00;H02J3/28
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;羅洋

本發明公開了熔鹽蓄熱儲能發電系統及包含其的儲能電站，所述熔鹽蓄熱儲能發電系統包括有加熱單元、傳蓄熱單元、換熱器和發電單元，所述傳蓄熱單元內的工質為熔鹽，所述加熱單元連接于所述傳蓄熱單元并用于加熱所述熔鹽，所述換熱器的外壁面設有熱側進口、熱側出口、冷側進口、冷側出口，所述熱側進口連接于所述傳蓄熱單元并與所述傳蓄熱單元相連通，所述冷側出口連接于所述發電單元并與所述發電單元相連通。所述儲能電站包括有如上所述的熔鹽蓄熱儲能發電系統。本發明大大提升了熱電轉換效率，比常規的蒸汽輪機的發電效率提高了10％左右，經濟性更高。同時，占地面積小，且不受地理條件限制。

技術領域

本發明涉及一種熔鹽蓄熱儲能發電系統及包含其的儲能電站。

背景技術

隨著可再生能源在能源結構中的比重不斷提高，可再生能源并網量不斷提升。而與傳統的化石能源發電相比，以風能、太陽能為基礎的可再生能源發電依賴于自然條件，具有波動性和間歇性的特點，大規模納入會對電網的安全穩定帶來很大的沖擊，因此導致風電和光伏并網與消納難，棄風、棄光嚴重。2015年全國全年累計棄風電為339億千瓦時，平均棄風率15％，四季度部分省份的棄風比例甚至超過60％，全國因風電棄風限電造成的直接經濟損失超過180億元。此外，2015年棄光電量為46.87億千瓦時，平均棄光率12.62％。那么，從技術上解決以風電和光伏為代表的可再生能源并網問題的有效途徑是采用儲能技術。通過儲能系統與風電、光伏系統的協調，不僅有效減小其對系統的沖擊和影響，而且提高風電、光伏出力與預測的一致性，還降低電力系統的備用容量，提高電力系統運行的經濟性，同時提高電力系統接納風電、光伏的能力。

目前，大規模商業化應用且成本比較低廉的儲能技術有抽水儲能和壓縮空氣儲能，但這兩種技術對選址的要求都過高，因此不具有普遍性。采用熔鹽作為蓄熱介質的熔鹽蓄熱電站，能夠有效地減小風電和光伏電站的限電“棄風”和“棄光”損失，滿足可再生能源大規模并網的要求，便于大規模推廣應用，而且實現“零污染”和“零排放”的環保要求，此外，也能夠為電網提供“削峰填谷”和“緊急功率支援”等功能。但是，現有的獨立熔鹽蓄熱電站，采用沸點600℃以下的硝酸鹽作為蓄熱熔鹽和常規的蒸汽輪機來進行發電，熱電轉換效率低下，造成熔鹽蓄熱電站的年均發電效率較低。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有熔鹽蓄熱電站熱電轉換效率低下，發電效率較低等缺陷，提供一種熔鹽蓄熱儲能發電系統及包含其的儲能電站。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

一種熔鹽蓄熱儲能發電系統，其特點在于，其包括有加熱單元、傳蓄熱單元、換熱器和發電單元，所述傳蓄熱單元內的工質為熔鹽，所述加熱單元連接于所述傳蓄熱單元并用于加熱所述熔鹽，所述換熱器的外壁面設有熱側進口、熱側出口、冷側進口、冷側出口，所述熱側進口連接于所述傳蓄熱單元并與所述傳蓄熱單元相連通，所述冷側出口連接于所述發電單元并與所述發電單元相連通。

較佳地，所述傳蓄熱單元包括有高溫熔鹽儲熱罐和低溫熔鹽儲熱罐，所述高溫熔鹽儲熱罐的兩端分別連接于所述加熱單元和所述熱側進口，所述低溫熔鹽儲熱罐的兩端分別連接于所述熱側出口和所述加熱單元，所述加熱單元、所述高溫熔鹽儲熱罐、所述換熱器和所述低溫熔鹽儲熱罐之間相連通并形成有熔鹽回路。

較佳地，所述加熱單元包括有熔鹽電加熱器，所述熔鹽電加熱器的外壁面設有介質進口和介質出口，所述介質進口連接于所述低溫熔鹽儲熱罐并與所述低溫熔鹽儲熱罐相連通，所述介質出口連接于所述高溫熔鹽儲熱罐并與所述高溫熔鹽儲熱罐相連通，所述熔鹽電加熱器的內部具有加熱件，所述加熱件電連接于外部的電源。

較佳地，所述加熱單元還包括有控制器，所述控制器電連接于所述熔鹽電加熱器和外部的所述電源，且所述控制器用于控制所述熔鹽電加熱器與外部的所述電源之間的電能調節和開斷。

較佳地，所述傳蓄熱單元還包括有低溫熔鹽泵，所述低溫熔鹽泵的兩端分別連接于所述低溫熔鹽儲熱罐和所述介質進口并與所述低溫熔鹽儲熱罐和所述熔鹽電加熱器相連通。