CN109556438A - 高温蓄热*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及储能领域，提供了一种高温蓄热***。该***包括低温罐、高温罐、伴热器和气液分离器；低温罐的第一进液阀与外部热源、冷源和蓄热液源的出口选择性连通，气液分离器的第二进液阀和和伴热器的第三进液阀均与外部热源和冷源的出口选择性连通；低温罐的排液口通过低温泵分别与第一阀门、第二阀门和第一换热阀连通；第一阀门和第三进液阀通过伴热器与第三阀门连通，第二阀门、第三阀门和第二进液阀均通过气液分离器分别与高温罐和低温罐的进液口连通；高温罐的出液口通过高温泵分别与第一阀门、第二阀门和第二换热阀连通；第一换热阀和第二换热阀分别与外部热源和冷源的进口连通。本发明可避免不同温度等级的蓄热液发生掺混，提高蓄热效率。
Description
技术领域
本发明涉及储能技术领域，具体涉及一种高温蓄热***。
背景技术
全球面临着能源和环境的双重压力，为了协调社会的发展与自然环境保护的关系，大力发展可再生能源、增加可再生能源在能源格局中的占比已经成为各界人士的共识。目前，储能技术是促进可再生能源发展、解决能源供应问题的主要途径。储能技术中应用最广泛、最成熟技术之一就是高温蓄热技术。
高温蓄热技术具有大规模储能的潜力，其储存的热量品位较高，这些热量不仅可以单独用于能量存储，而且还可以与光热***或压缩空气存储能***联合进行储能。高温蓄热***采用的介质一般分为固体介质、相变介质和液体介质。由于，固体介质的技术成熟度不高，而相变介质虽然技术成熟，但是其成本以及对***的稳定性和可靠性的要求也比较高，一旦发生热泄露或管路故障，相变介质就可能堵塞管网甚至储罐，因此高温蓄热***常用的介质还是液体介质中的导热油。
但是，当蓄热介质采用液体介质时，现有的高温蓄热***在蓄热过程中会存在不同温度等级的液体介质掺混的问题，具体地：由于蓄热初始阶段和终了阶段外部热源的功率未达到额定值，低温罐中的蓄热介质一般需要经过数分钟或十数分钟的时间才能达到低温罐的工作温度，而在此期间从低温罐进入高温罐的蓄热介质会导致高温罐内蓄热介质的蓄热品位降低，进而整个***的蓄热效率也会随之降低。
发明内容
本发明要解决的是现有技术中高温蓄热***在蓄热过程因不同温度等级的液体介质发生掺混而导致蓄热效率低的问题。
为解决上述问题，本发明提供了一种高温蓄热***，该***包括低温罐、高温罐、伴热器和气液分离器；所述低温罐、所述高温罐和所述气液分离器的排气口处均设有排气阀；所述低温罐、所述气液分离器和所述伴热器的进液口处分别设有第一进液阀、第二进液阀和第三进液阀，所述第一进液阀的进口与外部热源、外部冷源和外部蓄热液源的出口选择性连通，所述第二进液阀和所述第三进液阀的进口均与所述外部热源和所述外部冷源的出口选择性连通；
所述低温罐的排液口通过低温泵分别与第一阀门、第二阀门和第一换热阀的进口连通；所述第一阀门和所述第三进液阀的出口均通过所述伴热器与第三阀门的进口连通，所述第二阀门、所述第三阀门和所述第二进液阀的出口均与所述气液分离器的进液口连通；所述气液分离器的出液口分别与第四阀门和第五阀门的进口连通，所述第四阀门和所述第五阀门的出口分别与所述高温罐和所述低温罐的进液口连通；所述高温罐的出液口通过高温泵分别与第一阀门、第二阀门和第二换热阀的进口连通；所述第一换热阀和所述第二换热阀的出口分别与所述外部热源和所述外部冷源的进口连通。
其中，所述排气阀、所述第一进液阀、所述第二进液阀、所述第三进液阀、所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、所述第四阀门、所述第五阀门、所述第一换热阀和所述第二换热阀为气动阀、手动阀、液动阀或电动阀。
其中，所述低温罐的工作温度为20℃～90℃。
其中，所述高温罐的工作温度为120℃～600℃。
其中，所述低温罐和所述高温罐的顶部还开设有进气口，每个所述进气口上均设有进气阀。
其中，所述低温罐和所述高温罐的顶部还开设有进气口，所述低温罐和所述高温罐的进气口分别通过平衡阀与所述气液分离器的出气口连通。
其中，所述低温泵的进、出口处分别设有第六阀门和第七阀门，所述低温泵的出口通过所述第七阀门分别与所述第一阀门、所述第二阀门和所述第一换热阀的进口连通；所述高温泵的进、出口处分别设有第八阀门和第九阀门，所述高温泵的出口通过所述第九阀门分别与所述第一阀门、所述第二阀门和所述第二换热阀的进口连通。
其中，所述低温罐和所述高温罐的排液口处均设有泄液阀。
本发明结构简单、操作便捷，在蓄热开始前，若低温罐中蓄热液的温度远低于低温罐的工作温度Tl，通过打开第一阀门、第三阀门和第五阀门并启动低温泵，就可使蓄热液在低温泵的驱动下在低温罐与伴热器之间循环流动，进而就能利用伴热器将蓄热液的温度提升至低温罐的工作温度Tl。在外部热源功率较低的蓄热初始阶段和终了阶段，可利用伴热器将经外部热源加热后的蓄热液加热至高温罐工作温度T2以上；同理，在放热开始前，若高温罐中的蓄热液温度远低于高温罐的工作温度T2，可通过打开第一阀门、第三阀门和第四阀门并启动高温泵，使蓄热液在高温泵的驱动下在高温罐与伴热器之间循环流动，进而就能利用伴热器将蓄热液的温度提至高温罐的工作温度T2。在外部冷源功率较低的放热初始阶段和终了阶段，也可利用通过伴热器将经过外部冷源的蓄热液加热至高温罐工作温度T2以上。可见，本发明可满足可蓄热过程中各个阶段对蓄热液的温度要求，避免了蓄热过程中不同温度等级的蓄热液发生掺混，提高了蓄热效率。
附图说明
图1是本发明实施例1中的一种高温蓄热***的结构示意图；
图2是本发明实施例2中的一种高温蓄热***的结构示意图。
附图标记：
A、低温罐；B、高温罐；C、低温泵；D、高温泵；E、伴热器；
F、气液分离器；1、第一阀门；2、第二阀门；3、第三阀门；
4、第四阀门；5、第五阀门；6、第一进液阀；7、低温排气阀；
8、高温排气阀；9、第一换热阀；10、第二换热阀；
11、第二进液阀；12、第三进液阀；13、低温进气阀；
14、高温进气阀；15、低温平衡阀；16、高温平衡阀；
17、气液排气阀；18、第六阀门；19、第七阀门；
20、第九阀门；21、第八阀门；22、泄液阀。
具体实施方式
为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的***或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
实施例1
如图1所示，本发明提供了一种高温蓄热***，该***包括低温罐A、高温罐B、伴热器E和气液分离器F，其中，低温罐A和高温罐B的排气口和进液口优选设置在各自的顶部，低温罐A和高温罐B的排液口优选设置在各自的底部；低温罐A、高温罐B和气液分离器F的排气口处均设有排气阀，也就是说，低温罐A的排气口处设有低温排气阀7、高温罐B的排气口处设有高温排气阀8、气液分离器F的排气口处设有气液排气阀17；低温罐A、气液分离器F和伴热器E的进液口处分别设有第一进液阀6、第二进液阀11和第三进液阀12，第一进液阀6的进口与外部热源(图中未示出)、外部冷源(图中未示出)和外部蓄热液源(图中未示出)的出口选择性连通，第二进液阀11和第三进液阀12的进口均与外部热源(图中未示出)和外部冷源(图中未示出)的出口选择性连通。需要说明的是，第一进液阀6、第二进液阀11或第三进液阀12与外部热源和外部冷源选择性连通的方式有多种，以第一进液阀6为例：方式一、第一进液阀6的进口通过四通阀分别与外部热源、外部冷源和外部蓄热液源的出口连通；方式二、第一进液阀6的进口分别通过三个单向阀与外部热源、外部冷源和外部蓄热液源连通。
其中，低温罐A的排液口通过低温泵C分别与第一阀门1、第二阀门2和第一换热阀9的进口连通；第一阀门1和第三进液阀12的出口均通过伴热器E与第三阀门3的进口连通，第二阀门2、第三阀门3和第二进液阀11的出口均与气液分离器F的进液口连通；气液分离器F的出液口分别与第四阀门4和第五阀门5的进口连通，第四阀门4和第五阀门5的出口分别与高温罐B和低温罐A的进液口连通；高温罐B的出液口通过高温泵D分别与第一阀门1、第二阀门2和第二换热阀10的进口连通；第一换热阀9和第二换热阀10的出口分别与外部热源和外部冷源的进口连通。
首次运行前，该***需先注入蓄热液，具体地：首先，打开低温排气阀7和第一进液阀6，将蓄热液通过第一进液阀6持续充入低温罐A，随着低温罐A内蓄热液的不断增多，低温罐A内的空气就会逐渐被蓄热液通过低温排气阀7挤压出低温罐A。当低温罐A内的蓄热液达到最高液位时，关闭低温排气阀7和第一进液阀6。另外，考虑到此时低温罐A和高温罐B内残余有空气，因此为了减少低温罐A和高温罐B内的残余空气，低温罐A和高温罐B的顶部还可开设进气口，每个进气口上均设有进气阀，也就是说，低温罐A的进气口处设有低温进气阀13，高温罐B的进气口处设有高温进气阀14。由此，在上述步骤后，可打开低温进气阀13和低温排气阀7，将气封气(例如氮气或惰性气体)通过低温进气阀13持续充入低温罐A，进入低温罐A的气封气与低温罐A内的残余空气混合后通过低温排气阀7排出低温罐A。其中，低温排气阀7的出口既可以直接连通大气，也可以与蓄热液废气回收***连通。随着低温罐A内的空气逐渐被气封气携带出低温罐A，低温罐A内水分及氧气含量也随之逐渐降低。当低温罐A内的氧气含量降低至安全标准值时，关闭低温排气阀7，与此同时，继续往低温罐A内充入气封气，直至低温罐A的压力达到设定气封压力P后关闭低温进气阀13。然后，打开第二阀门2、第四阀门4、低温进气阀13和高温排气阀8，同时启动低温泵C。另外，在此过程中，为了减小高温罐B运行期间的压力波动，高温罐B的进气口还可通过平衡阀与气液分离器F的出气口连通，具体地，高温罐B的进气口和高温进气阀14之间的管道通过高温平衡阀16与气液分离器F的出气口连通。由此，在打开上述阀门的同时，还可同时打开高温平衡阀16。此时，在低温泵C的驱动下，低温罐A内的蓄热液便可通过第二阀门2进入气液分离器F，经过气液分离器F分离后的蓄热液通过第四阀门4流入高温罐B，而气液分离器F分离出的废气则通过高温平衡阀16进入高温罐B。随着高温罐B内蓄热液的不断增多，高温罐B内的空气就会逐渐被蓄热液通过高温排气阀8排出高温罐B。在整个过程中，外部气源持续通过低温进气阀13向低温罐A内充入气封气，以保证低温罐内的压力始终维持在气封压力P。当低温罐A内蓄热液达到最低液位时，关闭打开第二阀门2、第四阀门4、低温进气阀13、高温排气阀8、高温平衡阀16以及低温泵C。最后，打开高温进气阀14和高温排气阀8，将气封气(例如惰性气体)通过高温进气阀14持续充入高温罐B，进入高温罐B的气封气与高温罐B内的残余空气混合后通过高温排气阀8排出高温罐B。其中，高温排气阀8的出口既可以直接连通大气，也可以与蓄热液废气回收***连通。随着高温罐B内的空气逐渐被气封气携带出高温罐B，高温罐B内的氧气含量也随之逐渐降低。当高温罐B内水分及氧气含量降低至安全标准值时，关闭高温排气阀8，与此同时，继续往高温罐B内充入气封气，直至高温罐B的压力达到设定气封压力P后关闭高温进气阀14。至此，整个注液过程全部完成。
一般情况下，新注入***的蓄热液需要通过煮液除去其中水分和轻沸物后方能正式投入运行，例如高温导热油***的煮油过程。在煮液阶段：若蓄热液刚开始全部存储在高温罐B中，则首先打开第一阀门1、第三阀门3、第五阀门5和气液排气阀17，并启动高温泵D。此时在高温泵D的驱动下，高温罐B内的蓄热液就可通过第一阀门1进入伴热器E，经过伴热器E加热至指定温度后，蓄热液则直接通过第三阀门3流入气液分离器F，经过气液分离器F分离后的蓄热液又可通过第五阀门5流入低温罐A，而气液分离器F分离出的废气则直接通过气液排气阀17排出气液分离器F。其中，气液排气阀17的出口既可以直接连通大气，也可以与蓄热液废气回收***连通。当高温罐B内的蓄热液到达最低液位时，关闭第一阀门1、第三阀门3、第五阀门5、气液排气阀17以及高温泵D。接着，进入第二次煮液，具体地：打开第一阀门1、第三阀门3、第四阀门4气液排气阀17，并启动低温泵C。此时在低温泵C的驱动下，低温罐A内的蓄热液就可通过第一阀门1进入伴热器E，经过伴热器E加热至指定温度后，蓄热液则直接通过第三阀门3流入气液分离器F，经过气液分离器F分离后的蓄热液又可通过第四阀门4流入高温罐B，而气液分离器F分离出的废气则直接通过气液排气阀17排出气液分离器F。当低温罐A内的蓄热液到达最低液位时，关闭第一阀门1、第三阀门3、第四阀门4、气液排气阀17以及低温泵C。接下来，重复上述过程，继续进入下一次煮液阶段，直至蓄热液各项指标达到正常运行标准。
需要说明的是，在煮液过程中，在高温罐B和低温罐A交换煮液时，除了执行上述操作以外，还可通过启闭低温排气阀7、高温排气阀8、低温进气阀13和高温进气阀14使高温罐B和低温罐A的压力分别维持在P±δP的范围内。以低温罐A为例：当低温罐A的压力高于P+δP时，则打开低温排气阀7进行放气，直至低温罐A的压力降低至P；当低温罐A的压力低于P－δP时，则打开低温进气阀13，通过低温进气阀13向低温罐A内充入气封气，直至低温罐A的压力上升至P。
放热前，若高温罐B中的蓄热液的温度远低于高温罐B的工作温度T2，则在放热开始前需对高温罐B内的蓄热液进行加热。具体地，打开第一阀门1、第三阀门3、第四阀门4和高温平衡阀16，并启动高温泵D。此时，高温罐B、高温泵D、第一阀门1、伴热器E、第三阀门3和第四阀门4可构成高温放热循环回路。在高温泵D的驱动下，高温罐B内的蓄热液便通过第一阀门1进入伴热器E，经过伴热器E加热后的蓄热液则直接通过第三阀门3流入气液分离器F，经过气液分离器F分离后的蓄热液又可通过第四阀门4重新流入高温罐B，而气液分离器F分离出的废气则通过高温平衡阀16流入高温罐B。当高温罐B中的蓄热液温度达到或接近高温罐B的工作温度T2时，关闭高温泵D以及第一阀门1、第三阀门3和第四阀门4。若放热前，高温罐B中的蓄热液的温度略低于或大于等于高温罐B的工作温度T2时，则直接开始放热。
在整个放热阶段，蓄热液部分或全部以工作温度T2储存在高温罐B中，此时该***有三种工作模式可选：
工作模式一：打开第二进液阀11使其与外部冷源连通，同时打开第二换热阀10、第四阀门4和高温平衡阀16，并启动高温泵D。由此，在高温泵D的驱动下，高温罐B中的蓄热液就可通过第二换热阀10进入外部冷源放热，降温后的蓄热液则直接通过第二进液阀11流入气液分离器F，经过气液分离器F分离后的蓄热液又可通过第四阀门4重新流入高温罐B，而气液分离器F分离出的废气则通过高温平衡阀16流入高温罐B。在此过程中，还可通过启闭高温排气阀8和高温进气阀14使高温罐B的压力维持在P±δP的范围内，具体地：当高温罐B的压力高于P+δP时，则打开高温排气阀8进行放气，直至高温罐B的压力降低至P；当高温罐B的压力低于P－δP时，则打开高温进气阀14，通过高温进气阀14向高温罐B内充入气封气，直至高温罐B的压力上升至P。
工作模式二：打开第三进液阀12使其与外部冷源连通，同时打开第二换热阀10、第三阀门3、第四阀门4和高温平衡阀16，并启动高温泵D。由此，在高温泵D的驱动下，高温罐B内的蓄热液就可通过第二换热阀10进入外部冷源放热，降温后的蓄热液则直接通过第三进液阀12流入伴热器E，蓄热液经过伴热器E加热至高温罐B工作温度T2后便通过第三阀门3流入气液分离器F；经过气液分离器F分离后的蓄热液又可通过第四阀门4重新流入高温罐B，而气液分离器F分离出的废气则通过高温平衡阀16流入高温罐B。在此过程中，还可通过启闭高温排气阀8和高温进气阀14使高温罐B的压力维持在P±δP的范围内，具体地：当高温罐B的压力高于P+δP时，则打开高温排气阀8进行放气，直至高温罐B的压力降低至P；当高温罐B的压力低于P－δP时，则打开高温进气阀14，通过高温进气阀14向高温罐B内充入气封气，直至高温罐B的压力上升至P。
工作模式三：打开第一进液阀6使其与外部冷源连通，同时打开第二换热阀10、低温平衡阀15和高温平衡阀16，并启动高温泵D。此时，在高温泵D的驱动下，高温罐B内的蓄热液就可通过第二换热阀10进入外部冷源放热，降温后的蓄热液则直接通过第一进液阀6流入低温罐A。随着低温罐A内蓄热液的不断增多，低温罐A内的空气便会在压差驱动下通过低温平衡阀15和高温平衡阀16进入高温罐B。在此过程中，还可通过启闭低温排气阀7、高温排气阀8、低温进气阀13和高温进气阀14使高温罐B和低温罐A的压力分别维持在P±δP的范围内。
整个放热阶段可分为：放热初始阶段、放热正常阶段和放热终了阶段。
在放热初始阶段，由于管路***固有热容及外部冷源功率未达到额定功率，纵使调节蓄热液流量，蓄热液通过外部冷源后的温度也可能高于低温罐A工作温度T1。因此，当蓄热液通过外部冷源后的温度略低于高温罐B工作温度T2时，可采用工作模式一。采用这种模式既不会对高温罐B内热量品位造成明显影响，又不会出现高温蓄热液直接进入低温罐A导致高品位热源损失的现象；当蓄热液通过外部冷源后的温度介于高温罐B工作温度T2与低温罐A工作温度T1之间时，可采用工作模式二。采用这种模式时，只需伴热器投入较少的热量就可维持***内部热能的高品位；当蓄热液通过外部冷源后的温度略高于低温罐A工作温度T1时，采用工作模式三，直至通过外部冷源的蓄热液温度达到低温罐A工作温度T1。
在放热正常阶段，蓄热液通过外部冷源后的温度稳定在低温罐A工作温度T1附近，此时采用工作模式三。
放热终了阶段，由于外部冷源功率下降而低于额定功率，因此蓄热液通过外部冷源后的温度高于低温罐A工作温度T1，此时可参照放热初始阶段的工作模式进行放热。
蓄热前，若低温罐A中的蓄热液的温度远低于低温罐A的工作温度Tl，则在蓄热开始前需对低温罐A内的蓄热液进行加热。具体地，打开第一阀门1、第三阀门3、第五阀门5和低温平衡阀15，并启动低温泵C。此时，低温罐A、低温泵C、第一阀门1、伴热器E、第三阀门3和第五阀门5可构成低温蓄热循环回路。在低温泵C的驱动下，低温罐A内的蓄热液就可通过第一阀门1进入伴热器E，经过伴热器E加热后的蓄热液则直接通过第三阀门3流入气液分离器F，经过气液分离器F分离后的蓄热液又可通过第五阀门5重新流入低温罐A，而气液分离器F分离出的废气则通过低温平衡阀15流入低温罐A。当低温罐A中的蓄热液温度达到或接近低温罐A的工作温度Tl时，关闭低温泵C以及第一阀门1、第三阀门3和第五阀门5。若蓄热前，低温罐A中的蓄热液的温度略低于或大于等于低温罐A的工作温度Tl时，则直接开始蓄热。
在整个蓄热阶段，蓄热液部分或全部以工作温度T1储存在低温罐A中，此时该***有三种工作模式可选：
工作模式一：打开第二进液阀11使其与外部热源连通，同时打开第一换热阀9、第五阀门5和低温平衡阀15，并启动低温泵C。此时，在低温泵C的驱动下，低温罐A中的蓄热液就可通过第一换热阀9进入外部热源吸热，升温后的蓄热液则直接通过第二进液阀11流入气液分离器F，经过气液分离器F分离后的蓄热液又可通过第五阀门5重新流入低温罐A，而气液分离器F分离出的废气则通过低温平衡阀15流入低温罐A。在此过程中，还可通过启闭低温排气阀7和低温进气阀13使高温罐B的压力维持在P±δP的范围内，具体地：当低温罐A的压力高于P+δP时，则打开低温排气阀7进行放气，直至低温罐A的压力降低至P；当低温罐A的压力低于P－δP时，则打开低温进气阀13，通过低温进气阀13向低温罐A内充入气封气，直至低温罐A的压力上升至P。
当然，除了采用上述方式以外，也可直接打开第一进液阀6使其与外部热源连通，同时打开第一换热阀9，并启动低温泵C。此时，在低温泵C的驱动下，低温罐A中的蓄热液就可通过第一换热阀9进入外部热源吸热，升温后的蓄热液则直接通过第一进液阀6重新流入低温罐A。在此过程中，还可通过启闭低温排气阀7和低温进气阀13使高温罐B的压力维持在P±δP的范围内。
工作模式二：打开第三进液阀12并使其与外部热源连通，同时打开第一换热阀9、第三阀门3、第四阀门4和低温平衡阀15，同时启动低温泵C。此时，在低温泵C的驱动下，低温罐A内的蓄热液就可通过第一换热阀9进入外部热源吸热，升温后的蓄热液则直接通过第三进液阀12进入伴热器E，蓄热液经过伴热器E加热至高温罐工作温度T2后便通过第三阀门3流入气液分离器F，经过气液分离器F分离后的蓄热液又可通过第四阀门4流入高温罐B，而气液分离器F分离出的废气则直接通过低温平衡阀15流入低温罐A。在此过程中，还可通过启闭低温排气阀7、高温排气阀8、低温进气阀13、高温进气阀14和高温平衡阀16使高温罐B和低温罐A的压力分别维持在P±δP的范围内。
工作模式三：打开第二进液阀11使其与外部热源连通，同时打开第一换热阀9、第四阀门4和低温平衡阀15，并启动低温泵C。此时，在低温泵C的驱动下，低温罐A中的蓄热液就可通过第一换热阀9进入外部热源吸热，升温后的蓄热液则直接通过第二进液阀11流入气液分离器F，经过气液分离器F分离后的蓄热液又可通过第四阀门4流入高温罐B，而气液分离器F分离出的废气则通过低温平衡阀15流入低温罐A。在此过程中，还可通过启闭低温排气阀7、高温排气阀8、低温进气阀13、高温进气阀14和高温平衡阀16使高温罐B和低温罐A的压力分别维持在P±δP的范围内。
整个蓄热阶段可分为：蓄热初始阶段、蓄热正常阶段和蓄热终了阶段。
在蓄热初始阶段，由于管路***固有热容及外部热源功率未达到额定功率，纵使调节蓄热液流量，蓄热液通过外部热源后的温度也可能低于高温罐B工作温度T2。因此，当蓄热液通过外部热源后的温度略高于低温罐A工作温度T1时，可采用工作模式一。这种模式可避免低温的蓄热液进入高温罐B而导致高温罐B的热能品位降低；当蓄热液通过外部热源后的温度介于高温罐B工作温度T2与低温罐A工作温度T1之间时，可采用工作模式二。采用这种模式时，只需伴热器投入较少的热量就可维持***内部热能的高品位；当蓄热液通过外部热源后的温度略低于高温罐B工作温度T2时，可采用工作模式三，直至通过外部热源的蓄热液温度达到高温罐B工作温度T2。
在蓄热正常阶段，由蓄热液通过外部热后的温度稳定于高温罐B工作温度T2附近，此时采用工作模式三。
在蓄热终了阶段，由于外部热源功率下降且低于额定功率，因此蓄热液通过外部热源后的温度低于高温罐B工作温度T2，此时参照蓄热初始阶段的工作模式进行蓄热。
需要说明的是，以上放热和蓄热阶段，除了选择适当的工作模式外，也可通过适当控制低温泵C或高温泵D的流量来辅助调节蓄热液通过外部热源或外部冷源后的温度。
由上可知，该***结构简单、操作便捷，在蓄热开始前，若低温罐A中蓄热液的温度远低于低温罐A的工作温度Tl，通过打开第一阀门1、第三阀门3和第五阀门5并启动低温泵C，就可使蓄热液在低温泵C的驱动下在低温罐A与伴热器E之间循环流动，进而就能利用伴热器E将蓄热液的温度提升至低温罐A的工作温度Tl。在外部热源功率较低的蓄热初始阶段和终了阶段，可利用伴热器E将经外部热源加热后的蓄热液加热至高温罐B工作温度T2以上；同理，在放热开始前，若高温罐B中的蓄热液温度远低于高温罐B的工作温度T2，可通过打开第一阀门1、第三阀门3和第四阀门4并启动高温泵D，使蓄热液在高温泵D的驱动下在高温罐B与伴热器E之间循环流动，进而就能利用伴热器E将蓄热液的温度提至高温罐B的工作温度T2。在外部冷源功率较低的放热初始阶段和终了阶段，也可利用通过伴热器E将经过外部冷源的蓄热液加热至高温罐B工作温度T2以上。可见，该***可满足可蓄热过程中各个阶段对蓄热液的温度要求，避免了蓄热过程中不同温度等级的蓄热液发生掺混，提高了蓄热效率。
另外，在低温罐A或高温罐B内混入低沸物时，可打开相应的进气阀。具体地，当低温罐A内混入低沸物时，可打开第二阀门2、第五阀门5、低温排气阀7、低温进气阀13和气液排气阀17，并启动低温泵C。此时，在低温泵C的驱动下，低温罐A内的蓄热液就可通过第二阀门2进入气液分离器F，经过气液分离器F分离后的蓄热液又可通过第五阀门5重新进入低温罐A，而气液分离器F分离出的废气则直接通过气液排气阀17排出气液分离器F。在此过程中，气封气可通过低温进气阀13持续充入低温罐A，进入低温罐A的气封气与低温罐A内的低沸物混合后通过低温排气阀7排出低温罐A。经过多次循环后，低温罐A中的空气和低沸物就可全部被气封气携带出低温罐A。同理，当高温罐B内混入低沸物时，可打开第二阀门2、第四阀门4、高温排气阀8、高温进气阀14和气液排气阀17，并启动高温泵D，将气封气通过高温进气阀14持续充入低温罐A。
优选地，排气阀、第一进液阀6、第二进液阀11、第三进液阀12、第一阀门1、第二阀门2、第三阀门3、第四阀门4、第五阀门5、第一换热阀9和第二换热阀10为气动阀、手动阀、液动阀或电动阀。
优选地，低温罐A的工作温度为20℃～90℃。
优选地，高温罐B的工作温度为120℃～600℃。
进一步地，为了防止事故超压，低温罐排气阀7和高温罐排气阀8的两端可分别并联安全阀。
实施例2
如图2所示，本实施例中所述的高温蓄热***的结构与原理与实施例1相同，本实施例不再赘述。不同之处在于，为了避免低温泵C和高温泵D在停机期间受到蓄热液的冲击，低温泵C的进、出口处分别设有第六阀门18和第七阀门19，低温泵C的出口通过第七阀门19分别与第一阀门1、第二阀门2和第一换热阀9的进口连通；高温泵D的进、出口处分别设有第八阀门21和第九阀门20，高温泵D的出口通过第九阀门20分别与第一阀门1、第二阀门2和第二换热阀10的进口连通。
优选地，低温罐A和高温罐B的排液口处均设有泄液阀22。当该***出现故障或需要泄液时，可直接开启泄液阀22将低温罐A和高温罐B内的蓄热液排出***。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种高温蓄热***，其特征在于，包括低温罐、高温罐、伴热器和气液分离器；所述低温罐、所述高温罐和所述气液分离器的排气口处均设有排气阀；所述低温罐、所述气液分离器和所述伴热器的进液口处分别设有第一进液阀、第二进液阀和第三进液阀，所述第一进液阀的进口与外部热源、外部冷源和外部蓄热液源的出口选择性连通，所述第二进液阀和所述第三进液阀的进口均与所述外部热源和所述外部冷源的出口选择性连通；
所述低温罐的排液口通过低温泵分别与第一阀门、第二阀门和第一换热阀的进口连通；所述第一阀门和所述第三进液阀的出口均通过所述伴热器与第三阀门的进口连通，所述第二阀门、所述第三阀门和所述第二进液阀的出口均与所述气液分离器的进液口连通；所述气液分离器的出液口分别与第四阀门和第五阀门的进口连通，所述第四阀门和所述第五阀门的出口分别与所述高温罐和所述低温罐的进液口连通；所述高温罐的出液口通过高温泵分别与第一阀门、第二阀门和第二换热阀的进口连通；所述第一换热阀和所述第二换热阀的出口分别与所述外部热源和所述外部冷源的进口连通。
2.根据权利要求1所述的高温蓄热***，其特征在于，所述排气阀、所述第一进液阀、所述第二进液阀、所述第三进液阀、所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、所述第四阀门、所述第五阀门、所述第一换热阀和所述第二换热阀为气动阀、手动阀、液动阀或电动阀。
3.根据权利要求1所述的高温蓄热***，其特征在于，所述低温罐的工作温度为20℃～90℃。
4.根据权利要求1所述的高温蓄热***，其特征在于，所述高温罐的工作温度为120℃～600℃。
5.根据权利要求1至4任一项所述的高温蓄热***，其特征在于，所述低温罐和所述高温罐的顶部还开设有进气口，每个所述进气口上均设有进气阀。
6.根据权利要求1至4任一项所述的高温蓄热***，其特征在于，所述低温罐和所述高温罐的顶部还开设有进气口，所述低温罐和所述高温罐的进气口分别通过平衡阀与所述气液分离器的出气口连通。
7.根据权利要求1至4任一项所述的高温蓄热***，其特征在于，所述低温泵的进、出口处分别设有第六阀门和第七阀门，所述低温泵的出口通过所述第七阀门分别与所述第一阀门、所述第二阀门和所述第一换热阀的进口连通；所述高温泵的进、出口处分别设有第八阀门和第九阀门，所述高温泵的出口通过所述第九阀门分别与所述第一阀门、所述第二阀门和所述第二换热阀的进口连通。
8.根据权利要求1至4任一项所述的高温蓄热***，其特征在于，所述低温罐和所述高温罐的排液口处均设有泄液阀。
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