一种固体蓄热和熔盐蓄热耦合系统的制作方法

1.本实用新型属于固体蓄热和熔盐蓄热技术领域，特别是涉及一种固体蓄热和熔盐蓄热耦合系统。


背景技术：

2.固体蓄热和熔盐蓄热是两种常用的电蓄热技术，两种技术各有优缺点。
3.固体蓄热技术使用固体蓄热材料（通常为镁砖）作为蓄热材料。由于蓄热材料具有绝缘性能好、热导率好、耐高温和价格便宜等显著优点，因此固体蓄热技术在工业生产中广泛应用，企业利用夜间谷电来加热蓄热砖储存热能，白天则释放热能，这样可以有效节省企业电费。固体蓄热系统具有成本低，并可以使用高电压直接加热等优点；但是由于结构限制，其不能输出高温高压蒸汽（300℃以上）。
4.熔盐蓄热技术使用熔盐（二元熔盐或三元熔盐）作为蓄热材料。熔盐作为一种良好的高温传热介质，可以输出高温高压蒸汽（最高可达550℃），特别适合用于发电。因此熔盐蓄热技术在太阳能光热领域得到了广泛应用。然而由于熔盐蓄热技术设备复杂，因此成本较高。而且由于熔盐具有导电性，使用高电压来加热熔盐存在很高的技术难度。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种固体蓄热和熔盐蓄热耦合系统，将固体蓄热技术与熔盐蓄热技术相融合，不仅能实现高电压输入，而且能输出高温高压发电用蒸汽。
6.为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
7.一种固体蓄热和熔盐蓄热耦合系统，包括低温熔盐罐、低温熔盐泵、高温熔盐罐、高温熔盐泵、第一换热器、第二换热器、风机和固体蓄热机组；所述低温熔盐泵的熔盐出口通过第一管道与第二换热器的冷源入口连接，第二换热器的冷源出口通过第二管道与高温熔盐罐连接；所述高温熔盐泵的熔盐出口通过第三管道与第一换热器的热源入口连接，第一换热器的热源出口通过第四管道与低温熔盐罐连接；所述固体蓄热机组的空气出口通过第五管道与第二换热器的热源入口连接，第二换热器的热源出口通过第六管道与风机的入口连接，风机的出口通过第七管道与固体蓄热机组的空气入口连接。
8.进一步地，所述的固体蓄热和熔盐蓄热耦合系统，所述低温熔盐泵和所述高温熔盐泵均为液下泵。
9.进一步地，所述的一种固体蓄热和熔盐蓄热耦合系统，所述固体蓄热机组包括内部设置的固体蓄热砖和电加热管，所述蓄热砖上设置有凹槽，所述电加热管设置在所述凹槽中。
10.进一步地，所述的固体蓄热和熔盐蓄热耦合系统，所述第一换热器为多个换热器通过并联或串联组成的组。
11.进一步地，所述的固体蓄热和熔盐蓄热耦合系统，所述第二换热器为多个换热器通过并联或串联组成的组。
12.本实用新型提供的固体蓄热机组的内部设置有固体蓄热砖和电加热管，蓄热砖上设置的凹槽，不仅可以放置电加热管，而且还可以组成空气流动通道。所述电加热管的输入电压可以为低电压（220v/380v）或高电压（6kv/10kv/35kv）。
13.本实施例提供的固体蓄热和熔盐蓄热耦合系统，所述低温熔盐罐、低温熔盐泵、第二换热器、高温熔盐罐通过熔盐管道依次连接构成一条熔盐流动通道；所述高温熔盐罐、高温熔盐泵、第一换热器、低温熔盐罐通过熔盐管道依次连接构成另一条熔盐流动通道；所述固体蓄热机组、第二换热器、风机通过风管连接构成一条空气循环流动通道。
14.本实用新型提供的固体蓄热和熔盐蓄热耦合系统相对于现有技术具有以下有益效果：
15.（1）本实用新型将固体蓄热技术和熔盐蓄热技术有效结合，发挥两种储热技术各自优势，可以实现高电压（6kv/10kv/35kv等）输入和高温高压蒸汽（最高550℃）输出。
16.（2）本实用新型有两次放热过程，第一次是熔盐蓄热系统放热，第二次是固体蓄热系统放热。固体蓄热系统不仅仅充当加热熔盐的角色，同时也储存了部分热能，从而降低了熔盐系统的规模，节省了投资成本。
17.当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
18.图1为实施例中提供的固体蓄热和熔盐蓄热耦合系统示意图。
19.图2为实施例中提供的固体蓄热机组结构示意图。
20.图1-2中，1-低温熔盐罐，2-低温熔盐泵，3-高温熔盐罐，4-高温熔盐泵，5-第一换热器，6-第二换热器，7-风机泵，8-固体蓄热机组，81-蓄热砖，82-电加热管。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
22.如图1所示，本实施例提供了一种固体蓄热和熔盐蓄热耦合系统，包括低温熔盐罐1、低温熔盐泵2、高温熔盐罐3、高温熔盐泵4、第一换热器5、第二换热器6、风机7和固体蓄热机组8；所述低温熔盐泵2的熔盐出口通过第一管道与第二换热器6的冷源入口连接，第二换热器6的冷源出口通过第二管道与高温熔盐罐3连接；所述高温熔盐泵4的熔盐出口通过第三管道与第一换热器5的热源入口连接，第一换热器5的热源出口通过第四管道与低温熔盐罐1连接；所述固体蓄热机组8的空气出口通过第五管道与第二换热器6的热源入口连接，第二换热器6的热源出口通过第六管道与风机7的入口连接，风机7的出口通过第七管道与固体蓄热机组8的空气入口连接。
23.所述低温熔盐泵2为液下泵，安装于低温熔盐罐1顶部；所述高温熔盐泵4为液下泵，安装于高温熔盐罐3顶部。
24.如图2所示，所述固体蓄热机组8的内部设置有固体蓄热砖81和电加热管82，蓄热砖81上设置有凹槽，凹槽内设置电加热管82，相邻固体蓄热砖81凹槽相对设置，通过凹槽可以组成空气流动通道，凹槽内设置的电加热管82可以更好的进行传热。所述电加热管82的输入电压可以为低电压（220v/380v）或高电压（6kv/10kv/35kv）。本实施例提供的固体蓄热和熔盐蓄热耦合系统，所述低温熔盐罐1、低温熔盐泵2、第二换热器6、高温熔盐罐3通过熔盐管道依次连接构成一条熔盐流动通道；所述高温熔盐罐3、高温熔盐泵4、第一换热器5、低温熔盐罐1通过熔盐管道依次连接构成另一条熔盐流动通道；所述固体蓄热机组8、第二换热器6、风机7通过风管连接构成一条空气循环流动通道。
25.在一些实施例中，所述第一换热器5可以为多个换热器通过并联或串联组成的组，所述第二换热器6也可以为多个换热器通过并联或串联组成的组。
26.本实用新型提供的固体蓄热和熔盐蓄热耦合系统，结合了固体蓄热技术和熔盐蓄热技术的各自优点。熔盐蓄热技术的使用，使得系统输出高温高压蒸汽成为可能；固体蓄热技术的使用，使得高电压加热得以实现。另一方面固体蓄热系统不仅仅充当加热熔盐的角色，同时也储存了部分热能，从而降低了熔盐系统的规模，节省了投资成本。
27.本实用新型提供的固体蓄热和熔盐蓄热耦合系统的工作流程如下：
28.蓄热时，首先开启固体蓄热机组8内的电加热管82，当蓄热砖温度上升至所需温度（如600℃），开启低温熔盐泵2和风机7。低温熔盐泵2将低温熔盐罐1中的低温熔盐（如290℃）送入第二换热器6的冷源入口，低温熔盐与来自第二换热器6热源入口的热空气进行换热后，变为高温熔盐（560℃）流入高温熔盐罐3中储存。同时热空气降温后从第二换热器6的热源出口流出，接着流入风机7的入口，然后从风机7出口流出，最后重新流入固体蓄热机组8的空气入口。蓄热过程中，调节低温熔盐泵2和风机7的转速，控制蓄热砖和熔盐的温度。蓄满热量时，蓄热砖温度升高至设定温度（如750℃），熔盐都被加热至设定温度（如560℃）并存储在高温熔盐罐3中，此时关闭电加热管82、风机7和低温熔盐泵2。
29.放热时，首先开启高温熔盐泵4，高温熔盐（如560℃）被泵送到第一换热器5的热源入口，与外部给水进行换热，产生高温高压蒸汽（如550℃、100bar），用于发电。高温熔盐被冷却为低温熔盐（290℃）后，从第一换热器6的热源出口流出，然后流入低温熔盐罐1中进行储存。当高温熔盐罐3的液位降到最低位置后，说明熔盐蓄热系统的热量释放完毕，此时开启低温熔盐泵2和风机7，使用固体蓄热机组8所蓄热量对低温熔盐进行加热，蓄热砖81的温度将逐渐降低。当蓄热砖81温度降至设定温度（如600℃）时，固体蓄热机组8所蓄热量也释放完毕。
30.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
31.以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本
实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。