[發明專利]高溫蓄熱系統

有效

• 申請號: 201811290309.3
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109556438B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 梅生偉;薛小代;張學林;張通;陳來軍
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明涉及儲能領域，提供了一種高溫蓄熱系統。該系統包括低溫罐、高溫罐、伴熱器和氣液分離器；低溫罐的第一進液閥與外部熱源、冷源和蓄熱液源的出口選擇性連通，氣液分離器的第二進液閥和和伴熱器的第三進液閥均與外部熱源和冷源的出口選擇性連通；低溫罐的排液口通過低溫泵分別與第一閥門、第二閥門和第一換熱閥連通；第一閥門和第三進液閥通過伴熱器與第三閥門連通，第二閥門、第三閥門和第二進液閥均通過氣液分離器分別與高溫罐和低溫罐的進液口連通；高溫罐的出液口通過高溫泵分別與第一閥門、第二閥門和第二換熱閥連通；第一換熱閥和第二換熱閥分別與外部熱源和冷源的進口連通。本發明可避免不同溫度等級的蓄熱液發生摻混，提高蓄熱效率。

技術領域

本發明涉及儲能技術領域，具體涉及一種高溫蓄熱系統。

背景技術

全球面臨著能源和環境的雙重壓力，為了協調社會的發展與自然環境保護的關系，大力發展可再生能源、增加可再生能源在能源格局中的占比已經成為各界人士的共識。目前，儲能技術是促進可再生能源發展、解決能源供應問題的主要途徑。儲能技術中應用最廣泛、最成熟技術之一就是高溫蓄熱技術。

高溫蓄熱技術具有大規模儲能的潛力，其儲存的熱量品位較高，這些熱量不僅可以單獨用于能量存儲，而且還可以與光熱系統或壓縮空氣存儲能系統聯合進行儲能。高溫蓄熱系統采用的介質一般分為固體介質、相變介質和液體介質。由于，固體介質的技術成熟度不高，而相變介質雖然技術成熟，但是其成本以及對系統的穩定性和可靠性的要求也比較高，一旦發生熱泄露或管路故障，相變介質就可能堵塞管網甚至儲罐，因此高溫蓄熱系統常用的介質還是液體介質中的導熱油。

但是，當蓄熱介質采用液體介質時，現有的高溫蓄熱系統在蓄熱過程中會存在不同溫度等級的液體介質摻混的問題，具體地：由于蓄熱初始階段和終了階段外部熱源的功率未達到額定值，低溫罐中的蓄熱介質一般需要經過數分鐘或十數分鐘的時間才能達到低溫罐的工作溫度，而在此期間從低溫罐進入高溫罐的蓄熱介質會導致高溫罐內蓄熱介質的蓄熱品位降低，進而整個系統的蓄熱效率也會隨之降低。

發明內容

本發明要解決的是現有技術中高溫蓄熱系統在蓄熱過程因不同溫度等級的液體介質發生摻混而導致蓄熱效率低的問題。

為解決上述問題，本發明提供了一種高溫蓄熱系統，該系統包括低溫罐、高溫罐、伴熱器和氣液分離器；所述低溫罐、所述高溫罐和所述氣液分離器的排氣口處均設有排氣閥；所述低溫罐、所述氣液分離器和所述伴熱器的進液口處分別設有第一進液閥、第二進液閥和第三進液閥，所述第一進液閥的進口與外部熱源、外部冷源和外部蓄熱液源的出口選擇性連通，所述第二進液閥和所述第三進液閥的進口均與所述外部熱源和所述外部冷源的出口選擇性連通；

所述低溫罐的排液口通過低溫泵分別與第一閥門、第二閥門和第一換熱閥的進口連通；所述第一閥門和所述第三進液閥的出口均通過所述伴熱器與第三閥門的進口連通，所述第二閥門、所述第三閥門和所述第二進液閥的出口均與所述氣液分離器的進液口連通；所述氣液分離器的出液口分別與第四閥門和第五閥門的進口連通，所述第四閥門和所述第五閥門的出口分別與所述高溫罐和所述低溫罐的進液口連通；所述高溫罐的出液口通過高溫泵分別與第一閥門、第二閥門和第二換熱閥的進口連通；所述第一換熱閥和所述第二換熱閥的出口分別與所述外部熱源和所述外部冷源的進口連通。

其中，所述排氣閥、所述第一進液閥、所述第二進液閥、所述第三進液閥、所述第一閥門、所述第二閥門、所述第三閥門、所述第四閥門、所述第五閥門、所述第一換熱閥和所述第二換熱閥為氣動閥、手動閥、液動閥或電動閥。

其中，所述低溫罐的工作溫度為20℃～90℃。

其中，所述高溫罐的工作溫度為120℃～600℃。

其中，所述低溫罐和所述高溫罐的頂部還開設有進氣口，每個所述進氣口上均設有進氣閥。