本发明属于储能领域,涉及一种应用于熔盐储能装置的电加热系统及方法。
背景技术:
1、目前火力发电机组耦合熔盐储热系统为消纳新能源提供了一种解决办法,其中采用电加热的熔盐储热技术应用较为广泛。
2、目前应用于熔盐系统的电加热主要有三种形式,电阻式加热器、电极式加热器以及电感式加热器,电阻式加热器由于其结构简单、适应性广等特性,目前大部分高温熔盐电热系统均采用电阻式加热器。电阻式加热器的加热元件为电加热管,电加热管一般由不锈钢外护套、绝缘填充料和电热丝组成。应用于熔盐电加热系统的电阻式加热器一般由多根电加热管组成,加热管可为直管、u型管或蛇形管。
3、目前电加热均为恒功率的,即电加热管的单位热负荷是恒定的,而高温熔盐在被加热的过程中,其比热容和密度随着温度的升高逐步降低,在以同样的功率加热低温熔盐和高温熔盐时会导致高温段的熔盐升温速度较快,进而易出现熔盐分解现象,影响熔盐的使用寿命。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供了一种应用于熔盐储能装置的电加热系统及方法,该系统及方法能够实现熔盐的加热,同时不易出现。
2、为达到上述目的,本发明所述的应用于熔盐储能装置的电加热系统,包括熔盐电加热器、恒功率电加热管功率控制器、变功率电加热管控制器、若干恒功率电加热管及若干变功率电加热管;
3、各恒功率电加热管及各变功率电加热管均布置于熔盐电加热器内,恒功率电加热管功率控制器与各恒功率电加热管相连接,变功率电加热管控制器与各变功率电加热管相连接,熔盐电加热器内设置有若干熔盐温度测点,用于测量熔盐电加热器内不同位置的熔盐温度,各熔盐温度测点与恒功率电加热管功率控制器及变功率电加热管控制器相连接。
4、本发明所述应用于熔盐储能装置的电加热系统的进一步改进在于:
5、进一步的,所述恒功率电加热管包括第一u型电加热管及恒功率电加热丝,恒功率电加热丝布置在第一u型电加热管内。
6、进一步的,恒功率电加热丝为螺旋状。
7、进一步的,变功率电加热管包括第二u型电加热管及变功率电加热丝,变功率电加热丝布置于第二u型电加热管内。
8、进一步的,所述变功率电加热丝的中部位于第二u型电加热管的底部,变功率电加热丝的端部伸出到第二u型电加热管外后与变功率电加热管控制器相连接,且所述变功率电加热丝的中部为螺旋状,变功率电加热丝的端部为直线状。
9、进一步的,熔盐电加热器内部恒功率电加热管及变功率电加热管的布置规律和比例需根据熔盐的类型及升温范围确定。
10、进一步的,所有熔盐温度测点分为若干组,其中,各组熔盐温度测点自上到下依次分布于熔盐电加热器内。
11、本发明所述应用于熔盐储能装置的电加热方法包括以下步骤:
12、低温熔盐从熔盐电加热器的底部进入熔盐电加热器中,通过布置于熔盐电加热器底部的熔盐温度测点检测低温熔盐的温度,并将测量得到的低温熔盐的温度发送至恒功率电加热管功率控制器和变功率电加热管控制器中,恒功率电加热管功率控制器及变功率电加热管控制器根据低温熔盐的温度控制恒功率电加热管和变功率电加热管的加热功率,低温熔盐经过熔盐电加热器底部的高功率区后,熔盐温度上升,通过布置于熔盐电加热器中部的熔盐温度测点测量熔盐电加热器中部的熔盐温度,然后发送至恒功率电加热管功率控制器及变功率电加热管控制器,恒功率电加热管功率控制器及变功率电加热管控制器根据熔盐电加热器中部的熔盐温度对加热功率曲线进行修正,再根据修改正后的加热功率曲线生成第一功率指令,并以此控制恒功率电加热管及变功率电加热管,使得熔盐电加热器中部的熔盐温度在第一预设温度范围内,随着熔盐的温度进一步升高,熔盐进入到熔盐电加热器的上侧,通过布置于熔盐电加热器上侧的熔盐温度测点测量熔盐电加热器上侧的熔盐温度,恒功率电加热管功率控制器及变功率电加热管控制器根据熔盐电加热器上侧的熔盐温度对加热功率曲线进一步进行修正,并根据修正后的加热功率曲线生成第二功率指令,根据所述第二功率指令控制恒功率电加热管和变功率电加热管,使得熔盐电加热器上侧的熔盐温度在第二预设温度范围内,同时不出现熔盐过热分解现象。
13、本发明所述应用于熔盐储能装置的电加热方法的进一步改进在于:
14、进一步的,所述恒功率电加热管包括第一u型电加热管及恒功率电加热丝,恒功率电加热丝布置在第一u型电加热管内。
15、进一步的,所述变功率电加热管包括第二u型电加热管及变功率电加热丝,变功率电加热丝布置于第二u型电加热管内。
16、本发明具有以下有益效果:
17、本发明所述的应用于熔盐储能装置的电加热系统及方法在具体操作时,各恒功率电加热管及各变功率电加热管均布置于熔盐电加热器内,根据各熔盐温度测点所测温度控制恒功率电加热管及变功率电加热管的加热功率,低温熔盐的升温速率,同时,需要说明的是,所述变功率电加热丝的中部为螺旋状,变功率电加热丝的端部为直线状,可以有效的保证温度较高的熔盐在合理的升温速率下进行升温,防止出现熔盐因超温而出现分解的问题。
1.一种应用于熔盐储能装置的电加热系统,其特征在于,包括熔盐电加热器(1)、恒功率电加热管功率控制器(3)、变功率电加热管控制器(5)、若干恒功率电加热管(2)及若干变功率电加热管(4);
2.根据权利要求1所述的应用于熔盐储能装置的电加热系统,其特征在于,所述恒功率电加热管(2)包括第一u型电加热管及恒功率电加热丝(7),恒功率电加热丝(7)布置在第一u型电加热管内。
3.根据权利要求2所述的应用于熔盐储能装置的电加热系统,其特征在于,恒功率电加热丝(7)为螺旋状。
4.根据权利要求1所述的应用于熔盐储能装置的电加热系统,其特征在于,变功率电加热管(4)包括第二u型电加热管及变功率电加热丝8,变功率电加热丝(8)布置于第二u型电加热管内。
5.根据权利要求4所述的应用于熔盐储能装置的电加热系统,其特征在于,所述变功率电加热丝(8)的中部位于第二u型电加热管的底部,变功率电加热丝(8)的端部伸出到第二u型电加热管外后与变功率电加热管控制器(5)相连接,且所述变功率电加热丝(8)的中部为螺旋状,变功率电加热丝(8)的端部为直线状。
6.根据权利要求1所述的应用于熔盐储能装置的电加热系统,其特征在于,熔盐电加热器(1)内部恒功率电加热管(2)及变功率电加热管(4)的布置规律和比例需根据熔盐的类型及升温范围确定。
7.根据权利要求1所述的应用于熔盐储能装置的电加热系统,其特征在于,所有熔盐温度测点(6)分为若干组,其中,各组熔盐温度测点(6)自上到下依次分布于熔盐电加热器内。
8.一种应用于熔盐储能装置的电加热方法,其特征在于,基于权利要求1所述的应用于熔盐储能装置的电加热系统,包括以下步骤:
9.根据权利要求8所述的应用于熔盐储能装置的电加热方法,其特征在于,所述恒功率电加热管(2)包括第一u型电加热管及恒功率电加热丝(7),恒功率电加热丝(7)布置在第一u型电加热管内。
10.根据权利要求8所述的应用于熔盐储能装置的电加热方法,其特征在于,所述变功率电加热管(4)包括第二u型电加热管及变功率电加热丝(8),变功率电加热丝(8)布置于第二u型电加热管内。