[发明专利]包括由混凝土形成的至少两个模块的用于储存和恢复热量的系统的容器

说明书

本发明涉及用于储存和恢复热量的系统的容器（200），包括容室，容室包括用于注入和抽出待冷却或重新加热的气体的装置。容室通过由混凝土形成的第一护套（203）界定，第一护套由隔热层（206）围绕，隔热层本身由钢壳（204）围绕。容室包括由混凝土形成的至少两个模块（210），至少两个模块一个设置在另一个上方并对中，以形成由混凝土制成的第一护套（203），每个由混凝土形成的模块包括通过由混凝土形成的侧壁（211）和由混凝土形成的带孔基部（205）界定的体积，该体积包含用于热量的储存和恢复的材料（207）的固定颗粒床。

技术领域

本发明涉及蓄热领域，特别是涉及用于蓄热的大体积容器，诸如用于使用压缩空气蓄热的那些容器（CAES，“压缩空气蓄能”）、特别是用于AACAES类型（“先进绝热压缩空气蓄能”）的使用压缩空气蓄能的那些容器，在这些容器中，空气和所生成的热量被单独地储存。

背景技术

诸如气体、油或煤炭之类的大多数一次能源可轻易地储存且因而与从诸如风能或太阳能之类的可再生能源产生电不同、可以用于根据需求产生电。为了根据需求供应由该类可再生能量产生的电，需要储存电能。然而，存储大量电能是非常困难的。然而，可能将电转化为被称作中间能量的能量并以势能、动能、化学能或热能形式储存该能量。

例如，电可以压缩空气的形式被储存。这就是CAES系统中所执行的内容，在CAES系统中，要在给定时间被使用的一种类型的能量、典型地是电能以压缩空气的方式被储存。为了储存，电能驱动空气压缩机，且为了抽取能量，被压缩的空气驱动连接至发电机的涡轮。压缩空气典型地储存在地下洞穴、多孔岩石构造、耗尽的油田或气田、或可能为受压罐的任何其他压缩空气储器中。由于来自压缩空气的部分能量呈未被使用的热量的形式，即在空气压缩期间产生的热量被抛弃，故而该方案的产量并非最优的。此外，所储存的空气被加热以使空气膨胀，这进一步不利于系统的能量产出。

目前存在这种CAES系统的多种变型。特别地，可提及以下系统和过程：

•ACAES（“绝热压缩空气蓄能”），其中，空气由于压缩而以高温储存。然而，该类系统需要特定的、庞大的且昂贵的储存系统（绝热储存）。

•AACAES（“先进绝热压缩空气蓄能”），其中，空气以环境温度储存且由于压缩形成的热量也分离地被储存在蓄热系统TES（“热能储存”）中。储存在TES系统中的热量被用于在空气膨胀之前加热空气。

根据设想用于AACAES的某些设计，使用导热流体来储存热量，以储存从空气的压缩中获得的热量，并将热量还原至空气，之后这部分空气借助热交换器膨胀。作为示例，专利申请EP 2 447 501描述了一种AACAES系统，其中，用作导热流体的油在闭合回路中运动，以与空气交换热量。

根据设想用于AACAES的其他设计，使用包含在一个或多个容器中的静态固体来储存热量。作为示例，热量储存在设置于一个或多个容器中的固定床中的呈颗粒形式的材料中，且待冷却的空气穿过这些容器。这部分热量还原至在卸载阶段期间沿相反方向穿过固定床的冷空气（空气膨胀）。

本发明涉及后面这种类型的容器，该容器能够将呈颗粒形式的蓄热材料接纳在固定床中。

该容器有利地用于储存呈AACAES类型的压缩空气形式的能量，但该容器不限于该应用。因而，该容器可能适用于使用储存和还原热量且需要大热量储存容量和对温度和压力的高耐受度的系统的任何应用。示例性地，还可举出除了储存呈压缩空气形式的能量之外的应用领域，诸如冶金领域（例如在将热量从高炉烟中复原和恢复的情况下）、海洋能量储存领域等。

当设计用于可在数十巴量级的高压下、典型地在高达65－85巴的压力下运行且可在高温、典型地为数百摄氏度、可能高达750℃下运作的蓄热系统的压缩机时产生了较大困难。