[发明专利]在热能存储系统中泵送传热流体的方法

说明书

一种在热能存储系统(2)中泵送传热流体的方法，该热能存储系统(2)包括经由双向流动构件(202)连接到第二热能存储罐(201)的第一热能存储罐(200)。第一热能存储罐(200)和第二热能存储罐(201)与压力容器系统(3)相联，压力容器系统(3)包括第一压力容器(300)和第二压力容器(301)，每个压力容器(300、301)部分地可填充有致动液体，用于泵送的方法包括：将致动液体从第一压力容器(300)移置到第二压力容器(301)，从而在第一热能存储罐中产生相对于第二热能存储罐的压力差，并且其中经由双向流动构件移置传热流体。

技术领域

本发明涉及用于在热能存储系统中泵送传热流体的方法和系统的领域，并且更具体地涉及在热能系统中的间接泵送方法，该热能系统包括通过双向流动构件连接的第一热能存储罐和第二热能存储罐。

背景技术

在聚光太阳能(CSP)发电系统中，太阳辐射通过抛物面反射镜、定日镜或类似物聚焦到太阳辐射接收器上。

太阳辐射接收器吸收太阳辐射作为热能，并且转换系统(通常是热发动机)随后将该热能转换成电能以用于随后的分配。存在包括不同的太阳能接收器和相关的电能发生系统的几类系统。例如，抛物面槽系统包括抛物面槽形太阳能收集器的大表面区域，其将太阳辐射引导到沿抛物面槽的聚焦轴布置的传热流体(HTF)。然后HTF被泵送并用于将热能传导到转换系统以产生电能。另一个系统是电力塔，其中太阳辐射由反射镜区域引导，其朝向静态中央塔跟踪太阳。中央塔包括HTF，其可用于将热能传导至转换系统。线性菲涅耳反射器使用近似于抛物面槽的抛物面形状的扁平线性反射镜系统，并将太阳辐射引导到包括HTF的太阳能接收器，其可用于如所述的后续电能产生。

一种特别有效的太阳能接收器设计是抛物面盘系统。抛物面盘系统包括抛物面盘，该抛物面盘包括在内表面上的反射镜，其在白天期间以2轴跟踪太阳。太阳辐射通过反射镜集中在焦点处，在该焦点处，太阳辐射通常经由诸如斯特林(Stirling)或朗肯(Rankine)循环发动机的转换系统直接转换成电能。由于抛物面盘系统可以是模块化的，安装在不平坦的地面上，占用的空间比其它提到的系统少，并且效率特别高，因此它们是经济高效的CSP系统的特别理想的选择。

然而，与其它静态接收器系统相反，通常具有移动的太阳能接收器的抛物面盘系统不使用HTF并且不具有热能存储能力，因为能量转换系统直接位于抛物面盘的焦点处。在没有热能存储的情况下，抛物面盘系统仅在有阳光的若干小时期间产生电能。

用于存储在有阳光期间产生的热能的热能存储系统在具有静态太阳能接收器的集中式太阳能系统中是已知的，但是缺少适合与抛物面盘系统一起使用的热能存储系统。

已知的热能存储系统通常与热存储罐一起操作，在高达约390℃-560℃下操作，存储来自太阳能接收器的热能(或者存储HTF，或者将来自HTF的能量存储在不同的介质中)。在这样的系统中，在热存储罐中的能量随后被提取并经由HTF分配给电能产生器。在产生电能之后，HTF具有降低的温度，然后将其或来自其的能量存储在在约290℃或更低温度下操作的冷存储罐中。冷存储罐用作已用过的/更冷的流体的容器。在存储到冷罐中之后，当接收器再次接收阳光时，HTF被泵回到接收器以再次加热。在该整个过程中，流体必须保持在高温下，并且冷罐的温度始终等于或低于所用HTF的温度，并且在接收器再次接收阳光之前，所使用的HTF不能用于产生电能。

出于效率原因，期望将HTF加热到尽可能高的温度。然而，这在将HTF从其被加热的接收器传递到从热能产生电能的转换单元时造成复杂性。例如，具有非常高的热容量的流体会具有相对高的熔点并且必须在整个流体路径中保持在高温下。此外，非常热的流体难以泵送，并且需要昂贵且复杂的专门设计的泵。通常，克服这些问题的努力的目标是提供具有低熔点和高比热的理想流体。

鉴于这些缺陷，期望一种能够在相当长的时间内存储能量并且更可靠且成本有效地泵送传热流体的系统。

发明内容