本發(fā)明涉及蒸汽儲能調(diào)峰，具體而言，涉及一種蒸汽蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、目前，現(xiàn)有的電廠調(diào)峰措施相對較少，應(yīng)用較多的是加大調(diào)峰時(shí)段的電力消耗式儲能方式，同時(shí)降低電廠自身的發(fā)電負(fù)荷。蒸汽儲能為近年來興起的眾多儲能方式之一，相比于消耗端儲能，蒸汽儲能的最大特點(diǎn)是熱能轉(zhuǎn)換效率高，儲能性價(jià)比高，然而由于蒸汽儲能基本上都要選用“鹽類”材料作為儲能介質(zhì)，通常會產(chǎn)生“鹽類”材料在儲能運(yùn)行中的腐蝕問題，以及因高溫高壓管道意外泄漏所帶來的汽水管道與“鹽類”材料直接接觸所帶來的系統(tǒng)性安全隱患問題。

2、鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種蒸汽蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)及方法，以解決或改善上述技術(shù)問題。

2、本發(fā)明可這樣實(shí)現(xiàn)：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種蒸汽蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)，該蒸汽蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)包括油介質(zhì)雙向換熱器、雙向循環(huán)油管以及相變模塊；

4、油介質(zhì)雙向換熱器包括第一殼體和位于第一殼體內(nèi)的用于流通導(dǎo)熱油的換熱管；第一殼體設(shè)有用于輸入高溫蒸汽或低溫水的物料入口以及用于輸出低溫蒸汽或高溫水的物料出口；

5、雙向循環(huán)油管包括第一油管段和第二油管段；相變模塊包括串聯(lián)的至少2個(gè)子相變模塊，每個(gè)子相變模塊均包括第二殼體和位于第二殼體內(nèi)的換熱介質(zhì)管，第二殼體內(nèi)填充有相變材料；不同的子相變模塊中所含的相變材料的相變溫度不同；

6、第一油管段的一端與換熱管的一端連接，第一油管段的另一端與位于最外側(cè)的2個(gè)子相變模塊中任一子相變模塊中的換熱介質(zhì)管連接；位于最外的2個(gè)子相變模塊中剩余的子相變模塊中的換熱介質(zhì)管與第二油管段的一端連接，第二油管段的另一端與換熱管的另一端連接。

7、在可選的實(shí)施方式中，相變模塊包括依次串聯(lián)的第一子相變模塊、第二子相變模塊和第三子相變模塊；第一子相變模塊含有第一相變材料，第二子相變模塊含有第二相變材料，第三子相變模塊含有第三相變材料，第一相變材料、第二相變材料和第三相變材料的相變溫度依次升高或依次降低。

8、在可選的實(shí)施方式中，第一相變材料為naoh與nano2的混合材料。

9、在可選的實(shí)施方式中，第二相變材料為naoh與nano3的混合材料。

10、在可選的實(shí)施方式中，第三相變材料為naoh、nacl與na2co3的混合材料。

11、在可選的實(shí)施方式中，第二殼體的外表面具有保溫層。

12、在可選的實(shí)施方式中，蒸汽蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)還包括設(shè)置于第二油管段的換熱介質(zhì)循環(huán)泵。

13、在可選的實(shí)施方式中，第一油管段和第二油管段均設(shè)有換熱介質(zhì)隔斷閥，第二油管段還設(shè)有換熱介質(zhì)換向功能隔斷閥。

14、在可選的實(shí)施方式中，油介質(zhì)雙向換熱器的換熱管以及子相變模塊中的換熱介質(zhì)管均獨(dú)立地為直流盤管結(jié)構(gòu)。

15、第二方面，本發(fā)明提供一種蒸汽蓄熱調(diào)峰方法，其采用前述實(shí)施方式任一項(xiàng)的蒸汽蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)，按以下方法實(shí)現(xiàn)周期性的儲熱和放熱過程：

16、儲熱過程：將高溫蒸汽通過物料入口進(jìn)入油介質(zhì)雙向換熱器中，以使高溫蒸汽對油介質(zhì)雙向換熱器中的低溫油介質(zhì)進(jìn)行換熱，得到高溫油介質(zhì)和低溫蒸汽；低溫蒸汽由物料出口排出；高溫油介質(zhì)經(jīng)第一油管段進(jìn)入相變模塊，以使相變模塊中的相變材料吸收高溫油介質(zhì)的部分熱量并存儲于相變材料中；

17、放熱過程：將相變模塊中的相變材料與相變模塊中的低溫油介質(zhì)進(jìn)行熱交換，以使儲熱過程中存儲于相變材料中的部分熱量被低溫油介質(zhì)吸收，得到高溫油介質(zhì)；高溫油介質(zhì)經(jīng)第二油管段進(jìn)入油介質(zhì)雙向換熱器并對通過物料入口進(jìn)入油介質(zhì)雙向換熱器中的低溫水進(jìn)行加熱，以將從相變材料吸收的熱量傳遞給低溫水，得到高溫水，高溫水由物料出口排出。

18、本發(fā)明的有益效果包括：

19、通過采用導(dǎo)熱油作為中間換熱介質(zhì)實(shí)現(xiàn)了高溫高壓蒸汽和相變儲能材料之間的無接觸換熱，該系統(tǒng)提高了蒸汽儲能調(diào)峰系統(tǒng)運(yùn)行的安全性；通過采用多級串聯(lián)階梯相變儲能換熱方式，充分保留了被存儲蒸汽的熱能品質(zhì)；此外，導(dǎo)熱油循環(huán)系統(tǒng)所串聯(lián)的儲能換熱設(shè)備管路均為可雙向進(jìn)出的設(shè)備設(shè)施，實(shí)現(xiàn)了蓄熱放熱過程中的一機(jī)兩用，有效地降低了項(xiàng)目建設(shè)的成本。此外，該蒸汽蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)為常壓系統(tǒng)運(yùn)行，可以大大降低儲熱放熱系統(tǒng)的操作壓力和安全要求，有利于提高系統(tǒng)和設(shè)備的可靠性和安全性。油介質(zhì)雙向換熱器和相變模塊均為常壓系統(tǒng)運(yùn)行，系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，工程項(xiàng)目造價(jià)較低，有利于本系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種蒸汽蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸汽蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)包括油介質(zhì)雙向換熱器、雙向循環(huán)油管以及相變模塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述相變模塊包括依次串聯(lián)的第一子相變模塊、第二子相變模塊和第三子相變模塊；所述第一子相變模塊含有第一相變材料，所述第二子相變模塊含有第二相變材料，所述第三子相變模塊含有第三相變材料，所述第一相變材料、所述第二相變材料和所述第三相變材料的相變溫度依次升高或依次降低。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蒸汽蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述第一相變材料為naoh與nano2的混合材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蒸汽蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述第二相變材料為naoh與nano3的混合材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蒸汽蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述第三相變材料為naoh、nacl與na2co3的混合材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的蒸汽蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述第二殼體的外表面具有保溫層。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸汽蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)還包括設(shè)置于所述第二油管段的換熱介質(zhì)循環(huán)泵。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述第一油管段和所述第二油管段均設(shè)有換熱介質(zhì)隔斷閥，所述第二油管段還設(shè)有換熱介質(zhì)換向功能隔斷閥。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于，所述油介質(zhì)雙向換熱器的換熱管以及所述子相變模塊中的換熱介質(zhì)管均獨(dú)立地為直流盤管結(jié)構(gòu)。

10.一種蒸汽蓄熱調(diào)峰方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1～9任一項(xiàng)所述的蒸汽蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)，按以下方法實(shí)現(xiàn)周期性的儲熱和放熱過程：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種蒸汽蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)及方法，屬于蒸汽儲能調(diào)峰技術(shù)領(lǐng)域。該蒸汽蓄熱調(diào)峰系統(tǒng)包括油介質(zhì)雙向換熱器、雙向循環(huán)油管及相變模塊；油介質(zhì)雙向換熱器包括第一殼體和換熱管；雙向循環(huán)油管包括第一油管段和第二油管段；相變模塊包括串聯(lián)的至少2個(gè)子相變模塊，每個(gè)子相變模塊均包括第二殼體和換熱介質(zhì)管，第二殼體內(nèi)填充有相變材料；不同的子相變模塊中所含的相變材料的相變溫度不同；第一油管段和第二油管段分別與位于最兩端的2個(gè)子相變模塊中換熱介質(zhì)管連接。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，通過以油介質(zhì)作為中間流體，不但可實(shí)現(xiàn)高溫?zé)崃康膫鬟f，同時(shí)還能避免高溫高壓蒸汽和相變儲能材料出現(xiàn)意外接觸風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)會，實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的熱量傳遞。

技術(shù)研發(fā)人員：宋鵬飛,郭彥龍,金翼,李科豪,賈亦軒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京金合能源材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21