[发明专利]一种利用固体颗粒储热的储电系统

权利要求书

1.一种利用固体颗粒储热的储电系统，其特征在于，所述的储电系统包括储热环节和热功转换环节；所述储热环节包括进料斗(3)、控制阀门一(4)、电加热器(5)、控制阀门二(6)、热储仓(7)、控制阀门三(8)、换热器(10)、控制阀门四(11)、冷储仓(12)和提升机(1)；进料斗(3)的下方出口通过控制阀门一(4)与电加热器(5)的上方入口相连，电加热器(5)的电源与电网(17)相连，电加热器(5)的下方出口通过控制阀门二(6)与热储仓(7)的上方入口相连，热储仓(7)的下方出口通过控制阀门三(8)与换热器(10)的上方颗粒入口相连，换热器(10)的下方颗粒出口通过控制阀门四(11)与冷储仓(12)相连，提升机(1)的底端与冷储仓(12)相连，提升机(1)的顶端与进料斗(3)的上方入口相连；进料斗(3)、电加热器(5)、热储仓(7)、换热器(10)、冷储仓(12)在空间上依次从高到低布置；所述的热功转换环节包括压缩机(21)、回热器(18)、换热器(10)、透平(15)、发电机(16)、以及冷却器(19)；压缩机(21)的出口与回热器(18)的冷侧入口相连，回热器(18)的冷侧出口与换热器(10)下方的工质入口相连，换热器(10)上方的工质出口与透平(15)的入口相连，透平(15)旋转带动发电机(16)发电，发电机(16)输出端与电网(17)相连，透平(15)的出口与回热器(18)的热侧入口相连，回热器(18)的热侧出口与冷却器(19)的入口相连，冷却器(19)的出口与压缩机(21)入口相连。

2.如权利要求1所述的利用固体颗粒储热的储电系统，其特征在于，所述的储热环节的充放热过程如下：提升机(1)将冷颗粒(2)从冷储仓(12)中提升到进料斗(3)，由进料斗(3)进入电加热器(5)中，富余电力通过电加热器(5)对冷颗粒进行电加热，电加热器(5)和热储仓(7)前分别有控制阀门一(4)和控制阀门二(6)控制流过电加热器和流入热储仓的颗粒流量，加热完成后的颗粒进入热储仓(7)中储存，完成充热过程；在外界需要电时，将热储仓(7)下方的控制阀门三(8)打开，热颗粒(9)流入换热器(10)中，完成换热的颗粒经过换热器(10)下方的控制阀门四(11)流入冷储仓(12)中储存，完成放热过程。

3.如权利要求1所述的利用固体颗粒储热的储电系统，其特征在于，所述的热功转换环节的工作过程如下：低温高压工质(22)在流经回热器(18)和换热器(10)后变为高温高压工质(14)，进入透平(15)中膨胀做功，带动发电机(16)发电，将电能输送给电网(17)；然后发电工质流经回热器(18)和冷却器(19)变为低温低压工质(20)，再在压缩机(21)的作用下转变为低温高压工质(22)，完成热功转换过程。

4.如权利要求1，2或3所述的利用固体颗粒储热的储电系统，其特征在于，测量所述的电加热器(5)出口颗粒温度以及换热器(10)出口发电工质的温度，分别和各自预定的温度值比较，两者差值作为控制信号控制电加热器下方控制阀门二(6)的开度和换热器(10)颗粒侧控制阀门四(11)及工质侧控制阀门五(13)开度，以调节电加热器出口固体颗粒的温度和换热器出口发电工质的温度。

5.如权利要求1或2或3所述的利用固体颗粒储热的储电系统，其特征在于，所述的颗粒粒径范围为100微米-2毫米。

6.如权利要求1或2或3所述的利用固体颗粒储热的储电系统，其特征在于，固体颗粒从进料斗到冷储仓的流动驱动力为颗粒重力。

7.如权利要求1或2所述的利用固体颗粒储热的储电系统，其特征在于，储热环节的充热过程中，电加热器(5)对冷颗粒(2)加热至650℃～1200℃。

8.如权利要求1或2所述的利用固体颗粒储热的储电系统，其特征在于，储热环节的放热过程中，来自给水泵(29)的高压给水(30)在换热器(10)中经历水冷，蒸发，过热变为高温高压水蒸气(25)，温度达到550℃，然后进入汽轮机(26)中膨胀做功，带动发电机(16)发电。