[發明專利]適用于大容量儲熱水罐的穩壓裝置及穩壓方法

在審

• 申請號: 202310402170.1
• 申請日: 2023-04-14
• 公開（公告）號: CN116294740A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 伊福龍;張建元;張鳳濤;尤景剛;堵根旺;王偉;殷威;楊立永;焦立剛;于嵩韜;鄒家琪;馬玉華;劉振剛;王昊
• 申請（專利權）人: 華能國際電力股份有限公司丹東電廠;西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00;F28F27/02;F24D19/00;F24D15/02;F24D3/02;F24D3/10
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙迪

本申請實施例提出適用于大容量儲熱水罐的穩壓裝置及穩壓方法，通過控制儲熱本體上部蒸汽密度來調整壓力，能有效消除高、低溫水產生流量偏差時導致的壓力波動，減少了人工干預工作量，使儲熱本體內壓力安全平穩，還具有熱損失小、運行成本低、運行部件少的優勢，可以廣泛應用在大容量儲熱本體中。

技術領域

本申請涉及水儲熱技術領域，尤其涉及適用于大容量儲熱水罐的穩壓裝置及穩壓方法。

背景技術

儲熱技術能解決熱能制取與使用過程在空間、時間上的不匹配問題，是一種十分重要的提高能量利用效率的技術，一般可分為顯熱、潛熱和熱化學儲熱等三類，顯熱儲熱介質以水、導熱油、熔鹽、混凝土、礫石等為代表，潛熱儲熱介質以蒸汽、相變材料等為代表，熱化學儲熱介質主要是氧化鎂、氧化鐵、金屬氫化物等一些能進行吸熱/放熱化學反應的物質。目前，顯熱和潛熱儲熱技術發展較為成熟，熱化學儲熱技術處于商業應用初期。

水儲熱技術是一種低成本、無污染的顯熱儲熱技術，廣泛應用于太陽能熱水器系統，利用水的溫度差和大比熱容特性儲存熱量，由于水的飽和溫度較低，所以儲熱溫度一般不超過95℃。大容量水儲熱技術是通過建設大型儲罐來儲存熱水，容積通常在5000-20000m³范圍，儲熱本體只有一個，通過高溫水與低溫水之間的斜溫層阻礙兩者混合，廣泛應用于熱電聯產機組、垃圾電站，儲存的熱量主要用于建筑采暖，可以提高機組的熱電解耦能力，擴大機組電負荷調節范圍。由于系統中只有一個大容量儲熱本體，當內部水的溫度整體發生改變時，儲熱本體上部壓力相應改變，需要不斷調整以維持壓力穩定、保證罐體安全，常規的氮封系統需要連續制取氮氣并且間斷性的向外冒蒸汽，熱損失大、運行成本較高。

發明內容

針對上述現有技術，至少解決上述一種的技術問題，本申請實施例提出適用于大容量儲熱水罐的穩壓裝置及穩壓方法，通過控制儲熱本體上部蒸汽密度來調整壓力，能有效消除高、低溫水產生流量偏差時導致的壓力波動，減少了人工干預工作量，使儲熱本體內壓力安全平穩，還具有熱損失小、運行成本低、運行部件少的優勢，可以廣泛應用在大容量儲熱水罐中。

根據本申請的第一個方面提出了一種適用于大容量儲熱水罐的穩壓裝置，包括

儲熱本體，其內部包括分別容置冷工質和熱工質且相互連通的下腔室和上腔室；所述上腔室上連通有通氣組件；所述通氣組件包括分別與所述上腔室和空氣連通的其上設置電動控制閥的通氣管路，其間斷性打開用于排出所述上腔室中的不凝性氣體；

換熱組件；所述下腔室和所述上腔室分別通過第一管路組和第二管路組與所述換熱組件換熱連接；在不同工況下，所述第一管路組用于向所述下腔室輸入或輸出冷工質；所述第二管路組向所述上腔室輸入或輸出熱工質；以及

冷凝器組件；其包括設置冷凝水泵的冷凝通路，所述下腔室和所述上腔室通過所述冷凝通路連通，用于將所述下腔室的冷工質輸入至所述上腔室內，并控制所述上腔室內蒸汽的凝結速度。

在一些實施例中，所述第一管路組包括第一出液管路和第一回液管路；其中第一出液管路分別連接所述下腔室和所述換熱組件的冷側進口，用于將所述下腔室中的冷工質輸至所述換熱組件的冷側；所述第一出液管路并聯在所述第一回液管路上，所述第一回液管路用于將通入所述換熱組件的冷側的低溫熱網回水分流，并引入所述下腔室內。

在一些實施例中，所述第一出液管路包括按照冷工質流動方向依次設置的第二閥門、第一儲熱水泵和第三閥門；所述第一回液管路上設置第四閥門；所述第四閥門的兩端分別與所述第二閥門的進口和所述第三閥門的出口連接。

在一些實施例中，所述第二管路組包括第二出液管路和第二回液管路；其中第二出液管路分別連接所述上腔室和所述換熱組件的熱側出口，用于將所述上腔室中的熱工質輸至所述換熱組件的熱側出口；所述第二出液管路并聯在所述第二回液管路上，所述第二回液管路用于將所述換熱組件的熱側出水分流，并引入所述上腔室內。