[發明專利]一種氫氧化鈣熱化學儲能系統及其應用方法

有效

• 申請號: 202111012859.0
• 申請日: 2021-08-31
• 公開（公告）號: CN113701368B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 凌祥;宋丹陽;靳曉剛;張志浩;王燕
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: F24S60/20
• 分類號: F24S60/20;F24S50/00;F22B1/02;F22D1/00;B01J19/28;F01D15/10;F03G6/06
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 劉佳慧

1.一種氫氧化鈣熱化學儲能系統，其特征在于：

包括塔式太陽能集熱裝置、回轉球磨儲能裝置和蒸汽朗肯發電裝置；

所述塔式太陽能集熱裝置包括工質流體泵和塔式太陽能集熱器；

所述回轉球磨儲能裝置包括CaO儲罐、Ca(OH)₂儲罐和回轉球磨反應器；所述回轉球磨反應器包括具有固體顆粒進料口、固體顆粒出料口、蒸汽進口和蒸汽出口的反應通道，以及具有下端下進口、下端上進口、上端下出口和上端上出口的換熱通道；

工質流體泵、塔式太陽能集熱器和回轉球磨反應器的下端下進口通過管路依次連接，構成太陽能供熱路徑；

Ca(OH)₂儲罐通過管路與回轉球磨反應器的固體顆粒進料口連接，固體顆粒出料口通過管路與CaO儲罐連接，構成儲能路徑；

所述蒸汽朗肯發電裝置包括通過循環管路順次連接的蒸汽朗肯透平、蒸汽發電冷凝器、蒸汽發電水泵、蒸汽發電閘閥、第一蒸汽發電換熱器和第二蒸汽發電換熱器，構成發電循環路徑；

回轉球磨反應器的上端上出口、第二蒸汽發電換熱器和第一蒸汽發電換熱器通過管路依次連接，構成第一儲能發電熱源路徑；塔式太陽能集熱器、第二蒸汽發電換熱器和第一蒸汽發電換熱器也通過管路依次連接，構成第二儲能發電熱源路徑；塔式太陽能集熱器與回轉球磨反應器的下端下進口之間設有儲能加熱閘閥，塔式太陽能集熱器與第二蒸汽發電換熱器之間設有儲能直接發電閘閥；第一發蒸汽電換熱器連接通過儲能管路與工質流體泵連接，構成儲能工質循環路徑；

蒸汽朗肯發電裝置還包括水處理器；

回轉球磨反應器的蒸汽出口、第一蒸汽發電換熱器、水處理器、蒸汽發電冷凝器通過管路依次連接，構成第三儲能發電熱源路徑；回轉球磨反應器的蒸汽出口與第一蒸汽發電換熱器之間設有蒸汽余熱發電閘閥；

工質流體泵與塔式太陽能集熱器之間設有儲能閘閥；

系統還包括備用熱源裝置；

工質流體泵、備用熱源裝置、第二蒸汽發電換熱器和第一蒸汽發電換熱器通過管路依次連接，構成第一釋能發電熱源路徑；工質流體泵與備用熱源裝置之間設有釋能直接發電閘閥；

蒸汽朗肯透平中間設有抽氣裝置，通過管路與回轉球磨反應器的蒸汽進口連接，構成蒸汽生產路徑；蒸汽朗肯透平與蒸汽進口之間設有釋能蒸汽閘閥；

CaO儲罐通過管路與回轉球磨反應器的固體顆粒進料口連接，固體顆粒出料口通過管路與Ca(OH)₂儲罐連接，構成釋能路徑；

工質流體泵通過管路與回轉球磨反應器的下端上進口連接，回轉球磨反應器的上端下出口、第二蒸汽發電換熱器和第一蒸汽發電換熱器通過管路依次連接，構成第二釋能發電熱源路徑；工質流體泵與下端上進口之間設有釋能換熱發電閘閥；

第一發蒸汽電換熱器連接通過釋能管路與工質流體泵連接，構成釋能工質循環路徑。

2.根據權利要求1所述的氫氧化鈣熱化學儲能系統，其特征在于：

其中，所述回轉球磨儲能裝置還包括儲能換熱器；

儲能換熱器為粉體換熱器；

儲能換熱器設置在Ca(OH)₂儲罐與回轉球磨反應器的固體顆粒進料口之間、以及固體顆粒出料口與CaO儲罐之間。

3.根據權利要求1所述的氫氧化鈣熱化學儲能系統，其特征在于：

其中，所述回轉球磨儲能裝置還包括釋能換熱器；

釋能換熱器為粉體換熱器；

釋能換熱器設置在CaO儲罐與回轉球磨反應器的固體顆粒進料口之間、以及固體顆粒出料口與Ca(OH)₂儲罐之間。

4.根據權利要求2所述的氫氧化鈣熱化學儲能系統，其特征在于：

其中，所述回轉球磨儲能裝置還包括旋風分離器；

旋風分離器設置在回轉球磨反應器的蒸汽出口與蒸汽余熱發電閘閥之間；旋風分離器底部通過管路與儲能換熱器連接。

5.根據權利要求1所述的氫氧化鈣熱化學儲能系統，其特征在于：

其中，Ca(OH)₂固體顆粒、CaO固體顆粒的輸送均采用螺旋送料的方式。