[發(fā)明專利]一種儲熱實驗系統(tǒng)及其控制與檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010290180.7
• 申請日: 2020-04-14
• 公開（公告）號: CN111413126B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王亮;林曦鵬;陳海生;梁志松;字進遠(yuǎn);彭瓏
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院工程熱物理研究所;國家能源大規(guī)模物理儲能技術(shù)（畢節(jié)）研發(fā)中心
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;F28D20/00
• 代理公司: 北京鍾維聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11579
• 代理人: 原春香

本發(fā)明公開了一種儲熱實驗系統(tǒng)及其控制與檢測裝置，可以實現(xiàn)針對儲熱系統(tǒng)與儲熱裝置實驗過程的控制與性能檢測。該裝置由參數(shù)測量模塊組、信號轉(zhuǎn)換模塊組、計算單元模塊、分析檢測模塊、存儲單元模塊和控制模塊組等組成。該裝置可以實現(xiàn)針對不同規(guī)模和工況參數(shù)的儲熱系統(tǒng)與儲熱裝置實驗與運行過程中各種狀態(tài)參數(shù)的快速、高精度控制和性能檢測與診斷，并能滿足壓縮空氣儲能系統(tǒng)中的儲熱關(guān)鍵部件研發(fā)與測試。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于熱能儲存與控制交叉領(lǐng)域，涉及一種儲熱實驗系統(tǒng)及其控制與檢測裝置，該控制與檢測裝置可以針對儲熱實驗系統(tǒng)中不同規(guī)模和工況參數(shù)的儲熱裝置在實驗與運行過程中各種狀態(tài)參數(shù)的快速、高精度控制和性能檢測與診斷，并能滿足壓縮空氣儲能系統(tǒng)中的儲熱關(guān)鍵部件研發(fā)與測試。

背景技術(shù)

儲熱技術(shù)是以儲熱材料為媒介將太陽能光熱、地?zé)帷⒐I(yè)余熱或低品位廢熱等熱能儲存起來，在需要的時候釋放，力圖解決由于時間、空間或強度上的熱能供給與需求之間不匹配、提高系統(tǒng)能源利用率的關(guān)鍵技術(shù)。儲熱技術(shù)能夠有效提高能源綜合利用水平，對于電網(wǎng)調(diào)峰、太陽能熱利用、工業(yè)余熱回收和建筑節(jié)能等領(lǐng)域都具有重要的應(yīng)用價值。

大規(guī)模儲熱技術(shù)在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)、可再生能源和工業(yè)余熱回收利用等領(lǐng)域具有非常重要的作用。然而目前相對于需求的快速發(fā)展，新型大規(guī)模儲熱技術(shù)的發(fā)展速度較為緩慢。其主要原因之一在于大規(guī)模儲熱單元或系統(tǒng)接入原有熱能系統(tǒng)之前，需要開展大周期、全功率的示范運行驗證與性能檢測研究。因此需要適合非穩(wěn)態(tài)的大規(guī)模儲熱系統(tǒng)控制和檢測裝置，應(yīng)用于大規(guī)模儲熱實驗與檢測平臺，滿足大功率、高溫壓范圍、快響應(yīng)和高精度的要求，以精確獲得大尺度儲熱單元內(nèi)部的流動傳熱機理和儲熱單元性能，為突破大規(guī)模儲熱系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)提供必要儀器設(shè)備，為可再生能源與大規(guī)模儲熱的集成控制與聯(lián)合運行技術(shù)等提供有力的支持。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點和不足，本發(fā)明提出了一種儲熱實驗系統(tǒng)及其控制與檢測裝置，該控制與檢測裝置可以針對儲熱實驗系統(tǒng)中不同規(guī)模和工況參數(shù)的儲熱裝置在實驗與運行過程中各種狀態(tài)參數(shù)的快速、高精度控制和性能檢測與診斷，并能滿足壓縮空氣儲能系統(tǒng)中的儲熱關(guān)鍵部件研發(fā)與測試。

本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)解決方案是：

一種儲熱實驗系統(tǒng)，至少包括一高溫工質(zhì)存儲單元、一低溫工質(zhì)存儲單元和一被測儲熱裝置，其特征在于，

所述高溫工質(zhì)存儲單元的出口管路經(jīng)并聯(lián)的第一支路和第二支路與所述被測儲熱裝置的進口管路連通，其中，所述高溫工質(zhì)存儲單元的出口管路上至少設(shè)置一流體驅(qū)動元件，所述第一支路上至少設(shè)置一控制閥門和一加熱器，所述第二支路上至少設(shè)置一控制閥門和一冷卻器，所述被測儲熱裝置的進口管路上至少設(shè)置一流量計、一壓力傳感器和一溫度傳感器；

所述被測儲熱裝置的出口管路經(jīng)一控制閥門與所述低溫工質(zhì)存儲單元的進口管路連通，其中，所述被測儲熱裝置的出口管路上至少設(shè)置一壓力傳感器、一溫度傳感器和一流量計，所述低溫工質(zhì)存儲單元的進口管路上至少設(shè)置一冷卻器，

所述被測儲熱裝置的內(nèi)腔中布設(shè)有多個溫度傳感器，用以測量所述被測儲熱裝置內(nèi)部的溫度分布，所述被測儲熱裝置的外壁上至少設(shè)置一熱流傳感器，用以測量所述被測儲熱裝置外壁散熱的熱流。

優(yōu)選地，所述高溫工質(zhì)存儲單元為一高溫工質(zhì)儲罐，所述低溫工質(zhì)存儲單元為一低溫工質(zhì)儲罐或外界環(huán)境，所述流體驅(qū)動元件為泵、壓縮機或風(fēng)機的一種或多種的組合。

優(yōu)選地，所述被測儲熱裝置內(nèi)腔中的多個溫度傳感器，沿流體流動方向間隔布置在所述被測儲熱裝置的內(nèi)腔中。

本發(fā)明還提供了一種上述儲熱實驗系統(tǒng)的控制與檢測裝置，用于對所述儲熱實驗系統(tǒng)的實驗過程進行控制，并實現(xiàn)對其中的被測儲熱裝置性能進行檢測，所述控制與檢測裝置包括參數(shù)測量模塊組、信號轉(zhuǎn)換模塊組、計算單元模塊、分析檢測模塊和控制模塊組，其特征在于，