[实用新型]一种新型熔盐储能热利用装置

说明书

本发明提供一种新型熔盐储能热利用装置，该热利用装置可以直接替代现有的燃煤工业蒸汽锅炉，推进产业园区内通过熔盐储热进行集中供气供热；也可以直接为居民区集中供热供暖，同时，可以在结合超临界二氧化碳发电机组后，可以替代现有抽水蓄能电站和电化学储能站，成为一种大容量超临界二氧化碳熔盐储能电站。本发明相较于传统的熔盐储热热利用装置，具有结构紧凑、系统简单、储热成本低、放热效能高、系统热损小，可以实现模块化、标准化、批量化、工厂化的生产，具备安全性、经济性、灵活性，还具备调节能力强、建设周期短、选址要求低和建设规模灵活等特点。

技术领域

本实用新型公开了一种新型熔盐储能热利用装置，属于新型储能技术领域。

背景技术

随着社会发展，全球生态环境的恶化程度越来越严峻，碳排放量的控制也越发严厉，能源的结构调整加快向绿色能源方向发展，太阳能、风能等绿色能源得到了空前的重视。随着新能源装机比例进一步提高，为保证新能源的消纳采取的措施主要有：一是煤电深度调峰改造：降低最小发电量；二是新建储能设施：储存新能源发电量，平移至用电高峰使用，煤电深度调峰是短期的优先选择，而搭配储能系统则是未来长期发展的必然选择！目前几种比较常用的储能方式进行了比较：

1、抽水蓄能

抽水蓄能虽然技术路线成熟，但成本较高，未来很难降低。如果没有现成的上或下水库可以利用，抽蓄单位投资超6000元/kW，容量电价约900元/（kW·年），移动成本0.7元/kWh（IRR7%），0.98元/kWh（IRR10%）；建设工期一般要7-8年，明显落后于新能源建设周期，远水不解近渴；其次，西北地区具备建设抽蓄的地理条件并不多见，大规模建设抽蓄也不现实。因此，抽水蓄能虽然技术成熟，但是造价只会上升，不会下降。

2、电化学储能

电化学储能目前受制于成本高、寿命短和安全性较低。电化学储能的成本每度电的储能环节成本在0.7元～0.8元/kWh；运行寿命一般8～10年就要更换电池，报废后还存在环保问题；还有燃烧或爆炸频发的安全问题。而未来电化学储能成本能否继续下降呢,一是成本下降不可能无限制、无止境；二是锂的储量有限，未来成本难料。因此电化学储能自身亟需一场技术革命，以解决“安全、环保、成本、寿命”等系列问题。

在高比例可再生能源装机的背景下，为了减少弃风、弃光，确保电网运行安全，满足用电高峰需求，亟需一种低成本、大规模、高效率、高安全性、环保低碳的能量平移型新型储能技术。

另一方面，随着社会发展及人民生活水平的提高，我国用电结构昼夜差距越来越大，移峰填谷的需求愈发强烈以及弃风弃光的现象越发严重；我国经济增速换挡步入发展新常态，产业结构逐步由中低端向中高端转换。产业结构的调整导致第三产业和城乡居民用电量占比持续增加，其用电特性决定了负荷曲线峰谷差率明显高于第二产业，我国用电侧峰谷差率有走高趋势，用户侧的电蓄能蓄热以及调节性电源建设需求持续增加。

传统的熔盐热利用技术途径是：采用双储罐的储热模式，即一个热熔盐储罐、一个冷熔盐储罐、多个大功率的专用熔盐加热器、多个高温熔盐泵、多个低温熔盐泵、列管式熔盐换热器等设备，通过较长的熔盐输送管道连接为一个系统，为了防止熔盐输送管道使用过程中的冻结，还要在输送管道上加装电伴热带，增加一个辅助的疏盐系统，该系统用于收集系统停机时处于熔盐输送管道等设备内的熔盐，整个系统热损耗大，储热放热成本增高，总体投资大，一旦熔盐储热温度要求在700度以上时，该套传统的熔盐热利用技术难度会大大提高，比如耐700度以上的熔盐泵的供应商比较稀有且价格昂贵；另外，熔盐双储罐的制造必须在现场完成，不仅建设周期长，而且还不易控制制造成本和制造质量。总之，传统系统中各部件设备不能批量标准化生产，储热成本过高，放热效率提升受限，系统热损大，系统相对臃肿不紧凑，很难实现模块化、标准化、批量化、工厂化的生产。

其实，熔盐储能热利用的技术从基本原理上来讲并不难，关键是看整体热利用系统的经济性、可靠性、可复制性、可大批量推广性是否具备，这是一项技术是否具备大规模推广应用的关键。

发明内容