[發(fā)明專利]熱能儲存系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980078745.0
• 申請日: 2019-11-26
• 公開（公告）號: CN113195676B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發(fā)明（設計）人: 哈馬斯·亞雅法;卡爾提克·尼提亞南達姆;帕克·威爾斯
• 申請（專利權）人: 元件16技術股份有限公司
• 主分類號: C09K5/16
• 分類號: C09K5/16;F24F5/00;F28D20/02
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 董科

本申請中公開了熱能儲存系統(tǒng)。本發(fā)明主題的系統(tǒng)設計為減小維護要求，這通過以下方法實現(xiàn)，即，例如，隔開腐蝕性流體，這些腐蝕性流體可能會損害難以修復的內(nèi)部部件，通過引入非腐蝕性傳熱流體將這些腐蝕性流體保持在這些難以修復的內(nèi)部部件的外部，以促進熱能儲存介質(例如，熔融硫)和可能的腐蝕工作流體之間的熱傳遞。因此，可能是腐蝕性的流體保持在含有熱能儲存介質的熱能儲存罐的外部，其中在內(nèi)部部件出現(xiàn)腐蝕或需要維護時，通過設計可能難以修復這些熱能儲存介質。

技術領域

本發(fā)明涉及熱能儲存。

背景技術

背景描述包括可有助于理解本發(fā)明的信息。這并不是承認本申請?zhí)峁┑娜魏涡畔⑹乾F(xiàn)有技術或與當前要求保護的發(fā)明相關，或者明確或隱式地引用的任何專利公開是現(xiàn)有技術。

熱能儲存允許數(shù)小時，數(shù)天或數(shù)月之后在各個工序。建筑物、多用戶建筑物、地區(qū)、城鎮(zhèn)或區(qū)域中儲存和使用多余的熱能。當前的許多技術通過使用“臟的”工作流體向熱能儲存介質傳遞熱量或傳遞來自熱能儲存介質的熱量。臟的工作流體的一個例子是具有腐蝕性和結垢性的熱加壓水。如果臟的流體直接用于例如硫儲熱系統(tǒng)中，則將導致內(nèi)部傳熱表面結垢，產(chǎn)生污垢或被腐蝕。由于這種系統(tǒng)中與臟的工作流體直接接觸的材料和組件浸沒在熔融硫中，因此需要采取特殊措施來進行修復或修理。

如US5239839，US4643212和US20090211726中示例的那樣，此前就抑制或防止由臟的工作流體所引起的腐蝕所作出的努力主要集中在將熱能儲存介質封裝在管或膠囊內(nèi)，然后實施耐腐蝕的腐蝕抑制劑或涂層，從而可以使用臟的工作流體。但是由于這樣的系統(tǒng)經(jīng)歷了熱循環(huán)，因此在例如金屬和那些金屬上的耐腐蝕涂層之間具有不同的膨脹系數(shù)會大大降低涂層的耐久性。涉及將熱儲存介質封裝在管或膠囊內(nèi)的解決方案產(chǎn)生的儲存成本較高，并且文獻中的熱儲存介質通常是熔融鹽相變材料或固態(tài)儲存介質，其由于傳到主導過程而表現(xiàn)出較慢的排放率。以這種方式配置的系統(tǒng)必須將儲存介質封裝在較小的幾何形狀中，以增加單位體積的表面積，這會增加成本和泵送功率，以使傳熱流體流經(jīng)儲存系統(tǒng)。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過使用不會結垢或腐蝕基于硫的熱能儲存系統(tǒng)的內(nèi)部傳熱表面的傳熱流體，可以大大減少與儲熱有關的所需維護問題。臟的流體仍可以使用，但是本領域其他人員沒有考慮到具有以下性能的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)通過使臟的工作流體不進入熱能儲存系統(tǒng)的最為復雜的那些組件中來提高系統(tǒng)的可修復性并延長其使用壽命。這可以通過創(chuàng)建一種系統(tǒng)來實現(xiàn)，由此臟的工作流體可以將熱量傳遞到傳熱流體或傳遞來自傳熱流體的熱量，其中傳熱流體又可以將熱量傳遞到熱能儲存介質和傳遞來自熱能儲存介質(例如，熔融硫)。

本申請中討論的這些和所有其他外部材料通過引用整體并入本文。當在并入的參考文獻中術語的定義或使用與本申請中提供的該術語的定義不一致或相反時，本申請中提供的該術語的定義適用，而參考文獻中該術語的定義則不適用。

尚未意識到，系統(tǒng)可以設計成儲存熱能，由此通過使用作為熱能儲存介質(例如，熔融硫)和可能會腐蝕的工作流體之間的中間介質的傳熱流體，可以大大降低修復和維護要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了涉及熱能儲存的裝置、系統(tǒng)和方法。

本發(fā)明主題的一方面，設想了一種熱能儲存系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括：一熱能儲存罐，配置成容納熱能儲存介質；以及多個管，設置在所述熱能儲存罐內(nèi)，其中所述多個管配置成容納傳熱流體并且促進所述熱能儲存介質和所述傳熱流體之間的傳熱；一熱交換器，與所述多個管聯(lián)接，其中所述熱交換器配置成促進所述傳熱流體與工作流體之間的傳熱；以及一泵，配置成使所述傳熱流體在所述熱交換器和所述多個管之間移動。