[发明专利]单罐储热系统及单罐储热方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种储热系统，具体涉及一种单罐储热系统及单罐储热方法。

背景技术

随着常规能源的短缺以及人们对环境质量要求的提高，如何充分有效的利用以下两种能源成为人们研究的焦点：第一种，可再生能源特别是太阳能；第二种，工业生产产生的大量余热。

在利用太阳能或工业余热的过程中，存在的主要问题为能量供应的不稳定性。为克服该种缺陷，采用储能系统可以有效增加可再生能源或工业余热输出的稳定性。

流体显热储热系统作为现有储能系统的一个重要设备，通常为双罐储热系统，因此具有投资高和运行维护成本高的问题。

单罐储热系统由于减少一个罐体以及相应辅助设备的投资，因此与双罐储热系统相比，具有投资低和成本低的优点。但是，常规的单罐储热系统利用液体的密度差形成斜温层来区分冷热部分，流体在泵送过程中的搅动作用会破坏斜温层，从而影响储热效果。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种单罐储热系统及单罐储热方法，通过浮动隔热板实现冷侧和热侧的热隔离，因此具有储热效果好的优点，同时冷侧泵和热侧泵均布置在液下较浅的位置，保证了系统的经济性和运行的安全性。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种单罐储热系统，包括储热罐(1)、换热器(2)、浮动隔热板(3)、热侧泵(5)和冷侧泵(6)；

所述储热罐(1)包括筒状的罐本体、顶壁和底壁，所述顶壁密封在所述罐本体的顶端，所述底壁密封在所述罐本体的底端；

所述浮动隔热板(3)的形状与所述罐本体的形状适配，所述浮动隔热板(3)设置在所述储热罐(1)的内部并将所述储热罐(1)内部空间划分成热侧空间(7)和冷侧空间(8)；其中，所述热侧空间(7)为位于所述浮动隔热板(3)上面的罐内空间，所述冷侧空间(8)为位于所述浮动隔热板(3)下面的罐内空间；

所述冷侧泵(6)的输出管道(61)连接到所述换热器(2)的第一进液口；所述冷侧泵(6)的输入管道(62)与所述冷侧空间(8)连通；所述换热器(2)的第二出液口经第二出液管道(63)与所述冷侧空间(8)连通；在所述冷侧泵(6)的输出管道(61)上安装有第一阀门(611)，在所述第二出液管道(63)上安装有第二阀门(633)；

所述热侧泵(5)的输出管道(51)连接到所述换热器(2)的第二进液口；所述热侧泵(5)的输入管道(52)位于所述热侧空间(7)；所述换热器(2)的第一出液口经第一出液管道(53)连接到所述储热罐(1)的所述热侧空间(7)；在所述热侧泵(5)的输出管道(51)上安装有第三阀门(511)，在所述第一出液管道(53)上安装有第四阀门(533)。

优选的，还包括：竖井(4)；

在所述浮动隔热板(3)上开设第一通孔，所述竖井(4)垂直设置在所述第一通孔内部，所述竖井(4)为筒状结构，所述竖井(4)的底端与所述冷侧空间(8)连通，所述竖井(4)的顶端通过井盖密封，并且，所述竖井(4)的顶端高于所述储热罐(1)内的液面高度；在所述竖井(4)的井内空间安装所述冷侧泵(6)；在所述热侧空间(7)安装所述热侧泵(5)；所述冷侧泵(6)的输入管道(62)与所述竖井(4)连通，所述换热器(2)的第二出液口经所述第二出液管道(63)与所述竖井(4)连通。

优选的，还包括：导向柱(9)；在所述浮动隔热板(3)上还开设第二通孔；所述导向柱(9)垂直穿过所述第二通孔，所述导向柱(9)的底端与所述储热罐(1)的所述底壁固定连接；所述导向柱(9)的顶端与所述储热罐(1)的所述顶壁固定连接。

优选的，还包括氮气输送管道(10)；在所述氮气输送管道(10)上安装有第五阀门(100)。

优选的，在所述浮动隔热板(3)上固定安装有至少一个配重装置。

优选的，在所述浮动隔热板(3)上均匀固定安装四个配重装置，所述四个配重装置分别为第一配重装置(11)、第二配重装置(12)、第三配重装置(13)和第四配重装置(14)。

优选的，还包括冷侧泵流量调节管道(15)；所述冷侧泵流量调节管道(15)的一端与所述冷侧泵(6)的输出管道(61)连通，所述冷侧泵流量调节管道(15)的另一端与所述冷侧空间(8)连通；在所述冷侧泵流量调节管道(15)上安装有第六阀门(155)。