CN113540619A - 一种火电厂储能***的水冷***及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种火电厂储能***的水冷***及方法，本发明通过换热器将蒸发器内的冷水与热控装置内的热水进行换热，能够有效抑制储能***的热失控，大幅提升***安全性；本发明的蒸汽管道能够有效利用火电厂的低品位蒸汽，能耗小，散热效率高；本发明通过液冷散热均匀，能够减小电芯的温差，延长电芯寿命；本发明能够满足储能***在‑40℃—60℃环境下的稳定工作。
Description
技术领域
本发明属于储能领域，具体涉及一种火电厂储能***的水冷***及工作方法。
背景技术
储能是解决新能源风电、光伏间歇波动性，实现削峰平谷功能的重要手段之一。锂电池由于其能量密度高、能量转换效率高等特点，是目前电化学储能项目应用最多的电池，越来越多的锂电池储能电站正成为电网发输变配用等环节的重要组成部分。
锂电池的充放电过程产生的热量导致电池温度上升，进而影响电池的工作特性(如使用寿命)。散热技术有空冷、液冷和相变材料冷却技术等。空冷具有易维护、成本低等优点，但空气导热系数低导致散热效果不理想；液体冷却介质的换热系数高、比热容大、冷却速度快，但液冷技术中多采用乙二醇与水以一定配比作为冷却***冷却介质，一旦发生泄漏并发生短路，易发生事故，其安全性无法保证。相变材料可以快速的吸收电芯产生的热量，当材料相变过程全部结束，电池产热还在源源不断的传递过来，则材料只能在相变温度以上继续升温。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种火电厂储能***的水冷***及工作方法，实现对大容量的锂电池组进行均匀降温，避免水温大幅度波动，有效提升循环寿命，大幅降低辅助功耗。
为了达到上述目的，一种火电厂储能***的水冷***，包括蒸发器、换热器和热控装置，热控装置的热水管路连接换热器，形成循环管路，蒸发器的冷水管路连接换热器，形成循环管路，蒸发器的蒸汽管路连接喷射装置，喷射装置一侧连接蒸汽管道，另一侧连接冷凝器，冷凝器连接蒸发器的输水管路。
冷凝器与蒸发器的输水管路上设置有第一储液罐。
换热器与蒸发器的连接管路上设置有第二储液罐，第二储液罐下游设置有循环泵，循环泵连接蒸发器。
热控装置与换热器间的管路上设置有过滤器，过滤器下游设置有水泵，水泵连接换热器。
过滤器和水泵之间设置有膨胀罐。
过滤器与膨胀罐之间设置有电加热器。
一种火电厂储能***的水冷***的工作方法，包括以下步骤：
来自蒸汽管道中的水蒸汽进入喷射装置，借助高速汽流不断从蒸发器中抽汽，并且是蒸发器中保持一定的真空；
在喷射装置中的蒸汽连同从蒸发器中抽吸的蒸汽，进入冷凝器被冷却成水，通过输水管道排到蒸发器；
蒸发器内降温后的冷水进入换热器13，供给冷量后，返回蒸发器；
热控装置的热水进入换热器，降温后的热水返回热控装置，降温冷却热控装置。
当热控装置的温度低于0℃时，在热控装置与换热器之间的循环管路的水中添加防冻液，并开启循环管路上的电加热器，使热控装置的工作温度稳定在20±5℃。
蒸汽管道的水蒸气压力为0.4～0.8MPa。
热控装置的热水先进入过滤器，过滤干净的热水通过电加热器进入膨胀罐，然后进入水泵送入换热器。
与现有技术相比，本发明通过换热器将蒸发器内的冷水与热控装置内的热水进行换热，能够有效抑制储能***的热失控，大幅提升***安全性；本发明的蒸汽管道能够有效利用火电厂的低品位蒸汽，能耗小，散热效率高；本发明通过液冷散热均匀，能够减小电芯的温差，延长电芯寿命；本发明能够满足储能***在-40℃—60℃环境下的电芯稳定工作。
进一步的，本发明设置有电加热器，能够在工况温度不足时，时刻保证热控装置的工作温度。
附图说明
图1为本发明的***示意图；
其中，1、蒸汽管道，2、喷射装置，3、冷凝器，4、第一储液罐，5、输水管道，6、蒸发器，7、第二储液罐，8、循环泵，9、电加热器，10、过滤器，11、热控装置，12、膨胀罐，13、换热器，14、水泵。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图1，一种火电厂储能***的水冷***，包括蒸发器6、换热器13和热控装置11，热控装置11的热水管路连接换热器13，形成循环管路，蒸发器6的冷水管路连接换热器13，形成循环管路，蒸发器6的蒸汽管路连接喷射装置2，喷射装置2一侧连接蒸汽管道1，另一侧连接冷凝器3，冷凝器3连接蒸发器6的输水管路5。冷凝器3与蒸发器6的输水管路5上设置有第一储液罐4。换热器13与蒸发器6的连接管路上设置有第二储液罐8，第二储液罐8下游设置有循环泵8，循环泵8连接蒸发器6。热控装置11与换热器13间的管路上设置有过滤器10，过滤器10下游设置有水泵14，水泵14连接换热器13。过滤器10和水泵14之间设置有膨胀罐12。过滤器10与膨胀罐12之间设置有电加热器9。
一种火电厂储能***的水冷***的工作方法，包括以下步骤：
来自蒸汽管道1中的水蒸汽进入喷射装置2，借助高速汽流不断从蒸发器6中抽汽，并且是蒸发器6中保持一定的真空；蒸汽管道1的水蒸气压力为0.4～0.8Mpa。
在喷射装置2中的蒸汽连同从蒸发器6中抽吸的蒸汽，进入冷凝器3被冷却成水，通过输水管道5排到蒸发器6；
蒸发器6内降温后的冷水进入换热器13，供给冷量后，返回蒸发器6；
热控装置11的热水先进入过滤器10，过滤干净的热水通过电加热器9进入膨胀罐12，然后进入水泵14送入换热器13，降温后的热水返回热控装置11，降温冷却热控装置11。
当热控装置11的温度低于0℃时，在热控装置11与换热器13之间的循环管路的水中添加防冻液，并开启循环管路上的电加热器9，使热控装置11的工作温度稳定在20±5℃。
本发明在大容量的锂电池组储能***的热控装置11温度过高时，通过换热器13将热控装置11中的热水与蒸发器6内降温后的冷水进行换热，持续对大容量的锂电池组储能***的热控装置11进行降温；在大容量的锂电池组储能***的热控装置11的温度过低时，通过开启电加热器9使热控装置11内的循环水升温，保证热控装置11的工作温度，从而使大容量的锂电池组储能***的热控装置11能够在-40℃—60℃环境下运行，保证电芯的稳定工作。
Claims (10)
1.一种火电厂储能***的水冷***，其特征在于，包括蒸发器(6)、换热器(13)和热控装置(11)，热控装置(11)的热水管路连接换热器(13)，形成循环管路，蒸发器(6)的冷水管路连接换热器(13)，形成循环管路，蒸发器(6)的蒸汽管路连接喷射装置(2)，喷射装置(2)一侧连接蒸汽管道(1)，另一侧连接冷凝器(3)，冷凝器(3)连接蒸发器(6)的输水管路(5)。
2.根据权利要求1所述的一种火电厂储能***的水冷***，其特征在于，冷凝器(3)与蒸发器(6)的输水管路(5)上设置有第一储液罐(4)。
3.根据权利要求1所述的一种火电厂储能***的水冷***，其特征在于，换热器(13)与蒸发器(6)的连接管路上设置有第二储液罐(8)，第二储液罐(8)下游设置有循环泵(8)，循环泵(8)连接蒸发器(6)。
4.根据权利要求1所述的一种火电厂储能***的水冷***，其特征在于，热控装置(11)与换热器(13)间的管路上设置有过滤器(10)，过滤器(10)下游设置有水泵(14)，水泵(14)连接换热器(13)。
5.根据权利要求4所述的一种火电厂储能***的水冷***，其特征在于，过滤器(10)和水泵(14)之间设置有膨胀罐(12)。
6.根据权利要求5所述的一种火电厂储能***的水冷***，其特征在于，过滤器(10)与膨胀罐(12)之间设置有电加热器(9)。
7.权利要求1所述的一种火电厂储能***的水冷***的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
来自蒸汽管道(1)中的水蒸汽进入喷射装置(2)，借助高速汽流不断从蒸发器(6)中抽汽，并且是蒸发器(6)中保持一定的真空；
在喷射装置(2)中的蒸汽连同从蒸发器(6)中抽吸的蒸汽，进入冷凝器(3)被冷却成水，通过输水管道(5)排到蒸发器(6)；
蒸发器(6)内降温后的冷水进入换热器13，供给冷量后，返回蒸发器(6)；
热控装置(11)的热水进入换热器(13)，降温后的热水返回热控装置(11)，降温冷却热控装置(11)。
8.根据权利要求7所述的一种火电厂储能***的水冷***的工作方法，其特征在于，当热控装置(11)的温度低于0℃时，在热控装置(11)与换热器(13)之间的循环管路的水中添加防冻液，并开启循环管路上的电加热器(9)，使热控装置(11)的工作温度稳定在20±5℃。
9.根据权利要求7所述的一种火电厂储能***的水冷***的工作方法，其特征在于，蒸汽管道(1)的水蒸气压力为0.4～0.8MPa。
10.根据权利要求7所述的一种火电厂储能***的水冷***的工作方法，其特征在于，热控装置(11)的热水先进入过滤器(10)，过滤干净的热水通过电加热器(9)进入膨胀罐(12)，然后进入水泵(14)送入换热器(13)。
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