[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

说明书

本发明公开一种压力自平衡式高温热水储热系统及其运行方法，该系统包括：至少一个热水储罐，其用于储存高温热水；至少一个冷水储罐，其用于储存低温水；至少一个冷水储罐与至少一个热水储罐之间通过气体联通管互相连通，气体联通管的输入端与供气机构连接，供气机构用于通过气体联通管向冷水储罐和热水储罐提供高压气体并维持罐内气压；至少一个冷水储罐与至少一个热水储罐之间通过至少一组输水系统连通，每组输水系统均包括输水管、换热器和水泵，水泵用于通过输水管由热水储罐向冷水储罐方向抽水和/或由冷水储罐向热水储罐方向抽水。本发明采用180℃高温热水进行储热，解决储热系统投资高的问题，同时解决了高压、高温热水储热系统维持压力的问题。

技术领域

本发明涉及压缩空气储能电站的储热技术领域，具体涉及一种压力自平衡式高温热水储热系统及其运行方法。

背景技术

目前，非补燃压缩空气储能电站主要有两种技术路线，分别称作等温压缩方案和绝热压缩方案。其中等温压缩方案采用120℃低压热水进行储热，绝热压缩方案采用330℃导热油进行储热。随着储热温度的提高，电站整体效率提高。

但随着机组容量的增加，若采用高温导热油进行储热，则需要的导热油容量巨大，投资过高。采用120℃低温热水储热，则电站整体效率低。

对于采用高温热水进行储热，不仅可以大幅降低储热系统的投资，同时可以保持压缩空气储能电站有较高的效率。采用高温热水进行储热，为确保高温热水处于液态，避免过热，储热罐需要维持较高的压力，若不采用加压措施，则随着热水罐内水位下降，罐内压力降低，热水会沸腾，影响系统安全；若采用外加高压空气维持热水罐内的压力，则会造成较大的高压空气浪费及能量浪费。

基于上述情况，本发明提出了一种压力自平衡式高温热水储热系统及其运行方法，可有效解决以上问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种压力自平衡式高温热水储热系统及其运行方法。本发明采用180℃高温热水进行储热，解决高温导热油储热系统投资高的问题，同时解决120℃低温热水储热导致压缩空气储能电站效率低的问题。通过气体联通管连通冷水储罐和热水储罐，解决了高压、高温热水储热系统维持压力的问题。

为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：

一方面，本发明提供一种压力自平衡式高温热水储热系统，所述高温热水储热系统包括：

至少一个热水储罐，其用于储存高温热水(180℃)；

至少一个冷水储罐，其用于储存低温冷水(50℃)；

所述至少一个冷水储罐与所述至少一个热水储罐之间通过气体联通管互相连通，所述气体联通管的输入端与供气机构连接，所述供气机构用于通过气体联通管向冷水储罐和热水储罐提供首次充装高压气体并在系统运行后维持罐内气压，高压气体优选氮气，也可采用高压空气；

所述至少一个冷水储罐与所述至少一个热水储罐之间通过至少一组输水系统连通，每组输水系统均包括输水管、换热器和水泵，所述水泵用于通过输水管由热水储罐向冷水储罐方向抽水和/或由冷水储罐向热水储罐方向抽水。

优选的是，所述至少一个冷水储罐与所述至少一个热水储罐之间的容量相同或所述至少一个冷水储罐的容量略小于所述至少一个热水储罐的容量。

优选的是，所述至少一个冷水储罐与所述至少一个热水储罐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的最高温度承受值需至少达到180℃；所述热水储罐的工作温度为180℃，所述高压气体的气压不低于1MPa。

优选的是，所述冷水储罐与热水储罐的数量均设置为多个，多个所述冷水储罐和多个所述热水储罐均采用间隔布置，且均处于同一水平面上。