專利名稱：熔融相變儲能發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種熔融相變儲能發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在智能電網(wǎng)能源體系中，儲能是一最重要的環(huán)節(jié)，它是新能源并網(wǎng)和國家電網(wǎng)電力削峰填谷的重要節(jié)點。這三者是互為犄角的一個生態(tài)系統(tǒng)。儲能不僅能保證在最上游的發(fā)電環(huán)節(jié)接入的新能源電力是持續(xù)而且穩(wěn)定的；在能源的使用端，白天和黑夜的用電需求存在巨大差異，儲能可以為國家電網(wǎng)削峰填谷，在終極能源版圖里，儲能必將成為一種分布式、智能可控能源格局里的基石。全球能源緊缺，新興能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢在必行，但風(fēng)能、太陽能等清潔能源受環(huán)境影響較大，輸出功率不穩(wěn)定，致使傳統(tǒng)電網(wǎng)無法承載，大量風(fēng)能發(fā)電被浪費。造成這一問題的主要原因是儲能技術(shù)落后，諸如電池儲能技術(shù)等無法實現(xiàn)功率補(bǔ)償，無法滿足功率平滑的需求。儲能技術(shù)已成為新能源開發(fā)的核心之一。遵循儲能的指導(dǎo)思想電能——其他能量——電能這一路徑，電力可以轉(zhuǎn)換為化學(xué)能、勢能、動能、熱能、電磁能等形態(tài)存儲。其中有一種熔融相變儲能技術(shù)還沒有進(jìn)入國人的視線。熔融相變是晶體物質(zhì)從常溫固態(tài)到高溫液態(tài)的物態(tài)變化過程，在熔點，晶體物質(zhì)完成物態(tài)變化，這個過程是在常壓下發(fā)生的，是安全的。整個過程需要吸收大量的熱能，因此它的儲能密度非常高。這個儲能過程是屬于常壓狀態(tài)下的物理物態(tài)變化過程，這個過程是安全的，因此它的容器結(jié)構(gòu)相對簡單緊湊，保溫防止熱泄漏工作在技術(shù)上并沒有太大的困難。有資料表明，這種熔融相變儲熱技術(shù)可以將儲熱材料保持幾百度高溫多達(dá)一周之久。有多種物質(zhì)它們?nèi)埸c高，熱容量大，工作上限溫度高，而且價格便宜，是很好的儲能材料。本實用新型的重大創(chuàng)新之處在于在熔融罐內(nèi)安裝設(shè)置一個耐高壓、耐腐蝕的高壓閃蒸管，需要將熱能轉(zhuǎn)化成電能時，只要打開磁控閥門，將水導(dǎo)入，則水立即激勵閃蒸形成超飽和的高溫、高壓蒸汽，它可以快速反應(yīng)啟動發(fā)電機(jī)，可以通過控制做到精準(zhǔn)輸出。這項新技術(shù)將徹底解決大功率儲能這一世界性的難題，在新能源并網(wǎng)、節(jié)能減排、國家電網(wǎng)削峰填谷各領(lǐng)域中將發(fā)揮巨大作用。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種全新的、高能量密度的儲能發(fā)電方式，本實用新型的目的可以通過如下技術(shù)方案實現(xiàn) 一種熔融相變儲能發(fā)電系統(tǒng)，它包括熔融罐(1-3)、電熱管(1-5)、高壓閃蒸管 (1-7)、梯度多級蒸汽發(fā)電系統(tǒng)等，其特征在于熔融相變儲能發(fā)電系統(tǒng)還包括一個熔融罐 (1-3)，熔融罐(1-3)是由耐高溫的金屬材料制成(例如鋼鐵)，外圍是由高性能的多層復(fù)合保溫材料(1-4)包裹，它是盛熔融物質(zhì)的容器，熔融罐(1-3)是一種具備一定耐壓安全系數(shù)的保溫模塊結(jié)構(gòu)。在熔融罐(1-3)的頂部設(shè)有安全壓力閥門(1-1)，當(dāng)熔融罐(1-3)內(nèi)部的壓力超標(biāo)時立即停水、斷電、排壓、報警，確保安全。熔融罐(1-3)頂部還設(shè)有多個溫度傳感器(1-2)，溫度傳感器(1-2)控制高壓閃蒸管(1-7)進(jìn)水口(1-6)的流量和高壓閃蒸管(1-7)蒸汽出口(1-8)的流量與流向。在熔融罐(1-3)底部還設(shè)有電熱管(1-5)，電熱管(1-5)直接將風(fēng)電、太陽能電等劣質(zhì)電能以及夜間低谷電能用于加熱，直到物質(zhì)熔融，當(dāng)物質(zhì)完成整個熔融相變過程，濕度傳感器(1-2)將切斷電熱管(1-5)的電路。在熔融罐(1-3)內(nèi)部還設(shè)有一根高壓閃蒸管(1-7)，高壓閃蒸管(1-7)由耐高壓、 耐腐蝕的螺旋管構(gòu)成，熔融罐(1-3)外的進(jìn)水管道和蒸汽管道都由高性能的保溫復(fù)合材料覆裹，防止熱能損失。熔融相變儲能發(fā)電系統(tǒng)還包括一個梯度多級蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，熔融罐(1-3)提供的高能蒸汽驅(qū)動熱機(jī)工作后還是具有很高的熱能，可以繼續(xù)進(jìn)行多級梯度發(fā)電的開發(fā)利用， 直至蒸汽形成熱水，完成循環(huán)，因此這個蒸汽發(fā)電系統(tǒng)必須是梯度多級的。梯度多級蒸汽發(fā)電系統(tǒng)是由蒸汽控制室、蒸汽工作室、發(fā)電機(jī)組成，蒸汽控制室由溫度傳感器(1-2)控制，溫度傳感器(1-2)智能管理蒸汽控制室的溫度和壓力，保持蒸汽發(fā)電系統(tǒng)的輸出穩(wěn)定。梯度多級蒸汽發(fā)電系統(tǒng)的蒸汽控制室梯度連接多個熔融罐，其目的就是在一個熔融罐提供的熱能減少的同時，有另一個新的熔融罐加入進(jìn)來補(bǔ)充，確保蒸汽控制室內(nèi)的溫度和壓力保持相對穩(wěn)定。蒸汽控制室梯度連接的熔融罐越多，蒸汽控制室的溫壓變化值就越小。梯度多級蒸汽發(fā)電系統(tǒng)還有一個蒸汽工作室，蒸汽控制室提供的穩(wěn)定的高能蒸汽驅(qū)動蒸汽工作室內(nèi)的熱機(jī)工作，熱機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電。

圖1是熔融相變儲能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是梯度多級蒸汽發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備安裝工藝流程圖。標(biāo)號說明1-1安全壓力閥門；1-2溫度傳感器；1-3熔融罐；1-4保溫層；1-5電熱管；1-6進(jìn)水口 ； 1-7高壓閃蒸管；1-8高壓蒸汽出口。
具體實施方式
下面結(jié)合說明書附圖和實施例對本實用新型內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)說明圖1、圖2所示的為本實用新型熔融相變儲能發(fā)電系統(tǒng)提供的一種的實施例示意圖。熔融相變儲能發(fā)電系統(tǒng)，它包括熔融相變儲能系統(tǒng)和梯度多級蒸汽發(fā)電系統(tǒng)兩個部分。熔融相變儲能系統(tǒng)由熔融罐(1-3)、電熱管(1-5)、高壓閃蒸管(1-7)等部件組成。熔融罐(1-3)是由耐高溫的金屬材料制成(例如鋼鐵)，外圍是由高性能的多層復(fù)合保溫材料(1-4)包裹，它是盛熔融物質(zhì)的容器。熔融罐(1-3)是一種具備一定耐壓安全系數(shù)的保溫模塊結(jié)構(gòu)。在熔融罐(1-3)的頂部設(shè)有安全壓力閥門(1-1)，當(dāng)熔融罐(1-3)內(nèi)部的壓力超標(biāo)時立即停水、斷電、排壓、報警，確保安全。熔融罐(1-3)頂部還設(shè)有多個溫度傳感器(1-2)，溫度傳感器(1-2)控制高壓閃蒸管(1-7)進(jìn)水口(1-6)的流量和高壓閃蒸管(1-7)蒸汽出口(1-8)的流量與流向。熔融罐(1-3)底部還設(shè)有電熱管(1-5)，電熱管(1-5)直接將風(fēng)電、太陽能電等劣質(zhì)電能以及夜間低谷電能用于加熱，直到物質(zhì)熔融，將劣質(zhì)電能轉(zhuǎn)化為熱能儲存起來。當(dāng)物質(zhì)完成整個熔融相變過程，溫度傳感器(1-2)將切斷電熱管(1-5)的電路。熔融罐(1-3)內(nèi)部還設(shè)有一根高壓閃蒸管(1-7)。高壓閃蒸管(1-7)由耐高壓、 耐腐蝕的螺旋管構(gòu)成。進(jìn)水管(1-6)的進(jìn)水量由溫度傳感器(1-2)控制，溫度高進(jìn)水量低， 溫度低進(jìn)水量大。處于熔融液體內(nèi)部的高壓閃蒸管(1-7)的溫度和熔液溫度相同，水進(jìn)入高壓閃蒸管(1-7)后立即閃蒸成為高溫、高壓的超飽和蒸汽。熔融罐(1-3)外的進(jìn)水管道和蒸汽輸出管道都由高性能的保溫復(fù)合材料覆裹，防止熱能損失。高壓閃蒸管(1-7)輸出的蒸汽流量與流向由溫度傳感器(1-2)控制，智能接入梯度多級蒸汽發(fā)電系統(tǒng)。溫度傳感器(1-2)設(shè)置多級切換溫度，控制切換高壓閃蒸管(1-7)蒸汽管道的出口通道，智能接入梯度多級蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，每一級的切換溫度與相對應(yīng)的蒸汽發(fā)電系統(tǒng)的蒸汽控制室的溫度相同。這是由于熔融罐提供的是超飽和的高能蒸汽，通過第一級蒸汽發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電做功后還具有很高的溫度和能量，因此必須進(jìn)行多級梯度發(fā)電的開發(fā)利用，第一級蒸汽發(fā)電系統(tǒng)做功發(fā)電后排出的蒸汽進(jìn)入下一級蒸汽發(fā)電系統(tǒng)的蒸汽控制室，它們的溫壓相同，溫度傳感器(1-2)控制蒸汽控制室的溫度和壓強(qiáng)，開始新的一輪做功發(fā)電，直至蒸汽變成熱水。完成循環(huán)。這個過程是熱能轉(zhuǎn)化為電能的過程。在這個過程中高能蒸汽做功發(fā)電，使之蒸汽的能量隨之減小，其溫度和壓強(qiáng)都在減小，因此需要溫度傳感器(1-2)控制。蒸汽發(fā)電系統(tǒng)是由蒸汽控制室、蒸汽工作室、發(fā)電機(jī)組成，蒸汽控制室由溫度傳感器(1-2)控制，溫度傳感器(1-2)智能管理蒸汽控制室的溫度和壓力，保持蒸汽發(fā)電系統(tǒng)的輸出穩(wěn)定。蒸汽控制室梯度連接多個熔融罐，熔融罐提供的是超飽和的高能蒸汽，高能蒸汽做功發(fā)電，蒸汽的能量隨之減弱，其溫度和壓強(qiáng)都在減小。蒸汽控制室梯度連接多個熔融罐的目的就是在一個熔融罐提供的熱能減少的同時，有另一個新的熔融罐加入進(jìn)來補(bǔ)充，確保蒸汽控制室內(nèi)的溫度和壓力保持相對穩(wěn)定。蒸汽控制室梯度連接的熔融罐越多，蒸汽控制室的溫壓變化值就越小。蒸汽發(fā)電系統(tǒng)還有一個蒸汽工作室，蒸汽控制室提供的穩(wěn)定的高能蒸汽驅(qū)動蒸汽工作室內(nèi)的熱機(jī)工作，熱機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)工作。
權(quán)利要求1.一種熔融相變儲能發(fā)電系統(tǒng)，它包括熔融罐(1-3)、電熱管(1-5)、高壓閃蒸管 (1-7)、梯度多級蒸汽發(fā)電系統(tǒng)等，其特征在于熔融相變儲能發(fā)電系統(tǒng)還包括一個熔融罐 (1-3)，熔融罐(1-3)是由耐高溫的金屬材料制成(例如鋼鐵)，外圍是由高性能的多層復(fù)合保溫材料(1-4)包裹，它是盛熔融物質(zhì)的容器，熔融罐(1-3)是一種具備一定耐壓安全系數(shù)的保溫模塊結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融相變儲能發(fā)電系統(tǒng)，其特征還在于熔融罐(1-3)的頂部設(shè)有安全壓力閥門(1-1)，當(dāng)熔融罐(1-3)內(nèi)部的壓力超標(biāo)時立即停水、斷電、排壓、報警。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融相變儲能發(fā)電系統(tǒng)，其特征還在于熔融罐(1-3)頂部還設(shè)有多個溫度傳感器(1-2)，溫度傳感器(1-2)控制高壓閃蒸管(1-7)進(jìn)水口(1-6)的流量和高壓閃蒸管(1-7)蒸汽出口(1-8)的流量與流向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融相變儲能發(fā)電系統(tǒng)，其特征還在于熔融罐(1-3)底部還設(shè)有電熱管(1-5)，電熱管(1-5)直接將風(fēng)電、太陽能電等劣質(zhì)電能以及夜間低谷電能用于加熱，直到物質(zhì)熔融，當(dāng)物質(zhì)完成整個熔融相變過程，溫度傳感器(1-2)將切斷電熱管 (1-5)的電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融相變儲能發(fā)電系統(tǒng)，其特征還在于熔融罐(1-3)內(nèi)部還設(shè)有一根高壓閃蒸管(1-7)，高壓閃蒸管(1-7)由耐高壓、耐腐蝕的螺旋管構(gòu)成，熔融罐 (1-3)外的進(jìn)水管道和蒸汽管道都由高性能的保溫復(fù)合材料覆裹。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融相變儲能發(fā)電系統(tǒng)，其特征還在于熔融相變儲能發(fā)電系統(tǒng)還包括一個梯度多級蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，熔融罐(1-3)提供的高能蒸汽驅(qū)動熱機(jī)工作后還是具有很高的熱能，可以繼續(xù)進(jìn)行多級梯度發(fā)電的開發(fā)利用，直至蒸汽形成熱水，完成循環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融相變儲能發(fā)電系統(tǒng)，其特征還在于梯度多級蒸汽發(fā)電系統(tǒng)是由蒸汽控制室、蒸汽工作室、發(fā)電機(jī)組成，蒸汽控制室由溫度傳感器(1-2)控制，溫度傳感器(1-2)智能管理蒸汽控制室的溫度和壓力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融相變儲能發(fā)電系統(tǒng)，其特征還在于梯度多級蒸汽發(fā)電系統(tǒng)的蒸汽控制室梯度連接多個熔融罐。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融相變儲能發(fā)電系統(tǒng)，其特征還在于梯度多級蒸汽發(fā)電系統(tǒng)還有一個蒸汽工作室，蒸汽控制室提供的穩(wěn)定的高能蒸汽驅(qū)動蒸汽工作室內(nèi)的熱機(jī)工作，熱機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電。
專利摘要本實用新型熔融相變儲能發(fā)電系統(tǒng)提供一種全新的、高能量密度的儲能發(fā)電方式。通過電熱管的設(shè)置，直接將風(fēng)電、太陽能電等劣質(zhì)電能以及夜間低谷電能用于加熱，直到儲能物質(zhì)熔融，轉(zhuǎn)化為熱能儲存起來。本實用新型的重大創(chuàng)新之處在于在熔融罐內(nèi)安裝設(shè)置一個耐高壓、耐腐蝕的高壓閃蒸管，需要將熱能轉(zhuǎn)化成電能時，只要打開磁控閥門，將水導(dǎo)入，則水立即激勵閃蒸形成超飽和的高溫高壓蒸汽，它可以快速反應(yīng)啟動熱力發(fā)電機(jī)，可以通過控制做到精準(zhǔn)輸出。這項新技術(shù)將徹底解決大功率儲能這一世界性的難題，在新能源并網(wǎng)、節(jié)能減排、國家電網(wǎng)削峰填谷各領(lǐng)域中將發(fā)揮巨大作用。
文檔編號F01K27/00GK202152692SQ201120194649
公開日2012年2月29日 申請日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者古業(yè), 胡曉穎 申請人:胡曉穎