[发明专利]一种压力自平衡式高温热水储热系统及其运行方法

权利要求书

1.一种压力自平衡式高温热水储热系统，其特征在于，所述高温热水储热系统包括：

至少一个热水储罐(1)，其用于储存高温热水；

至少一个冷水储罐(2)，其用于储存低温冷水；

所述至少一个冷水储罐(2)与所述至少一个热水储罐(1)之间通过气体联通管(3)互相连通，所述气体联通管(3)的输入端与供气机构(4)连接，所述供气机构(4)用于通过气体联通管(3)向冷水储罐(2)和热水储罐(1)提供首次充装高压气体并在系统运行后维持罐内气压；

所述至少一个冷水储罐(2)与所述至少一个热水储罐(1)之间通过至少一组输水系统(5)连通，每组输水系统(5)均包括输水管(51)、换热器(52)和水泵(53)，所述水泵(53)用于通过输水管(51)由热水储罐(1)向冷水储罐(2)方向抽水和/或由冷水储罐(2)向热水储罐(1)方向抽水。

2.根据权利要求1所述的压力自平衡式高温热水储热系统，其特征在于：所述至少一个冷水储罐(2)与所述至少一个热水储罐(1)之间的容量相同或所述至少一个冷水储罐(1)的容量略小于所述至少一个热水储罐(1)的容量。

3.根据权利要求1所述的压力自平衡式高温热水储热系统，其特征在于：所述至少一个冷水储罐(2)与所述至少一个热水储罐(1)的最高压力承受值需至少达到1.5MPa，且所述至少一个热水储罐(1)的最高温度承受值需至少达到180℃；所述热水储罐(1)的工作温度为180℃，所述高压气体的气压不低于1MPa。

4.根据权利要求1所述的压力自平衡式高温热水储热系统，其特征在于：所述冷水储罐(2)与热水储罐(1)的数量均设置为多个，多个所述冷水储罐(2)和多个所述热水储罐(1)均采用间隔布置，且均处于同一水平面上。

5.根据权利要求1所述的压力自平衡式高温热水储热系统，其特征在于：所述输水系统(5)的数量设置为两组，其中一组输水系统(5)上的水泵(53)通过输水管(51)由热水储罐(1)向冷水储罐(2)方向抽水，另一组输水系统(5)上的水泵(53)通过输水管(51)由冷水储罐(2)向热水储罐(1)方向抽水。

6.根据权利要求1所述的压力自平衡式高温热水储热系统，其特征在于：所述水泵(53)采用单向水泵或双向水泵。

7.根据权利要求1所述的压力自平衡式高温热水储热系统，其特征在于：靠近冷水储罐(2)和热水储罐(1)的输水管(51)上、靠近水泵(53)的输送管上、靠近供气机构(4)的气体联通管(3)上均安装有阀门(6)。

8.一种压力自平衡式高温热水储热系统的运行方法，其特征在于，预先组装好权利要求1～7任一项所述的压力自平衡式高温热水储热系统，所述运行方法包括：

准备工作：

系统运行前，首先在冷水储罐(2)内以及输水管(51)中注入水，然后启动供气机构(4)对冷水储罐(2)和热水储罐(1)内输入高压气体以使得罐内气压达到压力设定值以上；后续系统运行后，气体压力下降时，供气机构(4)自动启动，对系统进行补气，维持气体压力不低于压力设定值；

储热过程：

冷水储罐(2)内的低温水通过水泵(53)输送至换热器(52)加热至高温设定值后，送至热水储罐(1)进行储存，热水储罐(1)内的高压气体则随着水位上升通过气体联通管(3)流动至冷水储罐(2)内，储热过程结束时，冷水储罐(2)内水位下降至保护水位，上部则置换为高压气体；

放热过程：

热水储罐(1)内的高温热水通过水泵(53)送至换热器(52)加热气体，热水被冷却至低温设定值后，送至冷水储罐(2)进行储存，冷水储罐(2)内的高压气体则随着水位上升通过气体联通管(3)流动至热水储罐(1)内，放热过程结束时，热水储罐(1)内水位下降至保护水位，上部则置换为高压气体；

重复上述储热和放热过程即可循环实现热量的储存和释放。