一种提高储热系统供热品质的系统和方法与流程

本申请涉及储热，具体地涉及一种提高储热系统供热品质的系统以及一种提高储热系统供热品质的方法。

背景技术：

1、我国相关主管部门出台了一系列促进新能源开发利用的政策，积极推动绿色电力的就近消纳，以满足企业的绿色用能需求。例如，《关于完善价格机制促进新能源发电就近消纳的通知》明确指出，“发展新能源就近消纳，是促进新能源资源开发利用、满足企业绿色用能需求的重要途径”；《关于有序推动绿电直连发展有关事项的通知》亦提出，“绿电直连项目以满足企业绿色用能需求、提升新能源就近就地消纳水平为目标”。

2、为应对清洁能源的波动性与间歇性，清洁能源供能系统通常需配置储能或储热系统。熔盐储热是目前较为成熟的长时储能技术，已广泛应用于光热发电、工业供热与余热回收、火电灵活性改造及区域供暖等场景。其工作原理是通过光热加热、电加热或煤气燃烧加热等方式将熔盐加热至一定温度，随后熔盐与水或其他介质换热，产生蒸汽用于发电或供热。然而，熔盐储热系统所产生热介质的温度受限于熔盐的最高工作温度。目前，光热电站储热系统产生的蒸汽最高温度约为565°c，其他工业供热场景中蒸汽最高温度约为540°c。常用熔盐为硝酸盐，其中二元硝酸盐的工作温度上限为565°c，三元硝酸盐的工作温度上限为480°c。这一温度制约了熔盐储热系统在更高供热温度场景中的应用，相比之下，现有燃煤火电机组的蒸汽最高温度已达650°c。

3、针对上述问题，现有技术中已提出多种改进方案。例如，发明专利申请《一种电极式蒸汽锅炉静态熔盐储热式过热蒸汽发生系统》（公开号：cn120313032a）公开了一种系统，其采用电极式蒸汽锅炉产生饱和蒸汽，饱和蒸汽进入储换一体式熔盐储热罐与静态熔盐换热，升温成为过热蒸汽。另一发明专利申请《基于热能分级匹配的熔盐储热系统》（公开号：cn121322912a）公开了一种系统，其利用三级熔盐储热回路，分别吸收火电机组锅炉炉膛烟气、汽轮机高温抽汽及中压抽汽的热量，实现了火电机组烟气余热与多品位抽汽热能的高效回收及宽温域可调输出。此外，发明专利申请《高温熔盐储热系统》（公开号：cn121025848a）公开了一种高温熔盐储热系统，重点涉及一种高温熔盐储罐，该储罐的外壳由不锈钢件、耐火件、多孔碳化硅件、相变件及碳钢等多层结构构成，旨在降低散热损失的同时增强整体承载与抗外载性能。

4、综上所述，现有熔盐储热系统通常采用单一清洁能源作为热源，并以硝酸盐作为储热介质，导致所产生供热介质的温度难以进一步提升，无法满足需要更高温度介质的应用场景需求。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的是提供一种提高储热系统供热品质的系统和方法，通过耦合光热加热与电加热、采用两种熔点熔盐、对热介质进行两级接续加热的系统方案，解决了目前以太阳能、风能等清洁能源为热源的储热系统中，由于中低温熔盐工作温度区间限制导致储热系统产生载热介质温度较低的弊端，以至少解决背景技术中的部分问题。

2、为了实现上述目的，在本申请中提供了一种提高储热系统供热品质的系统，所述系统包括：第一级储热加热系统、第二级储热加热系统和配套系统；所述第一级储热加热系统包括：集热器、低温熔盐储罐、熔盐泵、熔盐缓存罐；熔盐经熔盐缓存罐注入后，经低温熔盐储罐和集热器后，在低温熔盐-工质换热器内将热量传递给工质，之后被送回熔盐缓存罐或低温熔盐储罐；所述熔盐泵用于提供所述熔盐在第一级储热加热系统中循环所需动力；所述二级储热加热系统包括：高温熔盐储罐，所述高温熔盐储罐用于对所述工质进行第二次加热；所述配套系统包括工质预处理系统和工质冷却回收系统，所述工质预处理系统用于对所述工质在进入所述低温熔盐-工质换热器前进行预处理，所述工质冷却回收系统用于在高温熔盐储罐出口处对工质进行凝结回收。

3、优选地，所述第一级储热加热系统和第二级储热加热系统中采用的是不同熔点的熔盐。

4、优选地，所述第一级储热加热系统中的熔盐为二元硝酸盐；所述第二级储热加热系统中的熔盐为三元氯化盐。

5、优选地，所述高温熔盐储罐外部采用不锈钢作为壳体和支架，内部采用耐火材料与熔盐接触；

6、内部布置有电加热管和换热管，电加热管的材质为镍铬合金，换热管的材质为镍铬合金；

7、所述工质通过所述高温熔盐储罐顶部的蒸汽出口进入蒸汽管道，经所述蒸汽管道送往蒸汽用户。

8、优选地，所述蒸汽管道上设置有蒸汽流量计和蒸汽缓冲罐；

9、所述蒸汽流量计用于计量蒸汽产量，所述蒸汽缓冲罐中的压力根据用户需求进行调整。

10、优选地，所述第一级储热加热系统中的集热器为光热集热器或电加热器；所述二级储热加热系统采用绿电或弃电进行电加热。

11、优选地，所述熔盐泵包括：设置于熔盐缓存罐与低温熔盐储罐之间的第一熔盐泵；以及设置于低温熔盐储罐与集热器之间的第二熔盐泵。

12、优选地，在所述工质为水时，所述工质预处理系统包括：水软化装置、水预热装置；在所述工质为气体时，所述工质预处理系统包括：过滤净化装置、杂质去除装置。

13、优选地，所述低温熔盐-工质换热器包括若干台换热器设备；所述若干台换热器设备被设置为两级或三级，工质经过所述若干台换热器设备逐级升温。

14、在本申请中还提供了一种提高储热系统供热品质的方法，应用于前述的提高储热系统供热品质的系统，所述方法包括：对工质进行预处理，得到预处理后的工质；预处理后的工质在低温熔盐-工质换热器内进行换热，升温至第一预设温度；第一预设温度的工质进入高温熔盐储罐进行换热，升温至第二预设温度后送往用户，所述第二预设温度为600°c以上。

15、在本申请中还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；存储器，与所述至少一个处理器连接；其中，所述存储器存储有能被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现前述的提高储热系统供热品质的方法。

16、在本申请中还提供了一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被处理器执行时使得处理器被配置成执行实现前述的提高储热系统供热品质的方法。

17、在本申请中还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现前述的提高储热系统供热品质的方法。

18、上述技术方案具有以下有益效果：

19、本申请能够提高供热介质温度，扩展熔盐储热应用场景。对于蒸汽轮机发电机组，入口蒸汽温度每提升10°c，循环热效率约提升1%-2%；目前光热电站发电蒸汽最高温度560°c，如果提升至600°c，可进一步提升发电效率；冶金化工等行业有高温干燥需求，需要使用700°c以上热空气，利用本系统可以产生满足工艺要求的工质。

20、本申请实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

1.一种提高储热系统供热品质的系统，其特征在于，所述系统包括：第一级储热加热系统、第二级储热加热系统和配套系统；

2.根据权利要求1所述的提高储热系统供热品质的系统，其特征在于，所述第一级储热加热系统和第二级储热加热系统中采用的是不同熔点的熔盐。

3.根据权利要求1所述的提高储热系统供热品质的系统，其特征在于，所述第一级储热加热系统中的熔盐为二元硝酸盐；所述第二级储热加热系统中的熔盐为三元氯化盐。

4.根据权利要求1所述的提高储热系统供热品质的系统，其特征在于，所述高温熔盐储罐外部采用不锈钢作为壳体和支架，内部采用耐火材料与熔盐接触；

5.根据权利要求4所述的提高储热系统供热品质的系统，其特征在于，所述蒸汽管道上设置有蒸汽流量计和蒸汽缓冲罐；

6.根据权利要求1所述的提高储热系统供热品质的系统，其特征在于，所述第一级储热加热系统中的集热器为光热集热器或电加热器；所述二级储热加热系统采用绿电或弃电进行电加热。

7.根据权利要求1所述的提高储热系统供热品质的系统，其特征在于，所述熔盐泵包括：

8.根据权利要求1所述的提高储热系统供热品质的系统，其特征在于，在所述工质为水时，所述工质预处理系统包括：水软化装置、水预热装置；

9.根据权利要求1所述的提高储热系统供热品质的系统，其特征在于，所述低温熔盐-工质换热器包括若干台换热器设备；

10.一种提高储热系统供热品质的方法，其特征在于，应用于权利要求1至9中任意一项权利要求所述的提高储热系统供热品质的系统，所述方法包括：