(12)發(fā)明專利李紅智姚明宇所61215專利代理師何會(huì)俠F28D20/00(2006.01)一種熱化學(xué)儲(chǔ)能與顯熱儲(chǔ)能聯(lián)合儲(chǔ)能系統(tǒng)本發(fā)明公開了一種熱化學(xué)儲(chǔ)能與顯熱儲(chǔ)能22389熱量6121.一種熱化學(xué)儲(chǔ)能與顯熱儲(chǔ)能聯(lián)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能方法，其特征在于，該儲(chǔ)能系統(tǒng)包括吸熱器(1),吸熱器(1)的氣體出口與工業(yè)透平(4)入口相連通，工業(yè)透平(4)的出口與放熱器(6)的氣體入口相連通，放熱器(6)的固體出口與吸熱器(1)的固體入口相連通，吸熱器(1)的固體出口與放熱器(6)的固體入口相連通，放熱器(6)的氣體出口與壓縮機(jī)(5)的入口相連通，壓縮機(jī)(5)的出口與吸熱器(1)的入口相連通，工業(yè)透平(4)拖動(dòng)壓縮機(jī)(5);所述的吸熱器(1)氣體出口與工業(yè)透平(4)入口之間設(shè)置有高溫氣體儲(chǔ)罐(3);所述的吸熱器(1)固體出口與放熱器(6)固體入口之間設(shè)置有高溫料倉(2);所述的放熱器(6)的固體出口與吸熱器(1)的固體入口之間設(shè)置有低溫料倉(9);氮?dú)鈯A帶著氫氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒進(jìn)入吸熱器(1)中，在吸熱器(1)中吸熱，其中氫氧化鈣受熱分解生成水蒸氣和氧化鈣，儲(chǔ)熱顆粒受熱升溫，氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒進(jìn)入高溫料倉(2),氮?dú)夂退魵膺M(jìn)入高溫氣體儲(chǔ)罐(3),高溫氣體儲(chǔ)罐(3)中的高溫氮?dú)夂退魵庠诠I(yè)透平(4)中做功，工業(yè)透平(4)拖動(dòng)壓縮機(jī)(5)運(yùn)行，做功后的氮?dú)夂退魵膺M(jìn)入放熱器(6),高溫料倉(2)中的氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒進(jìn)入放熱器(6),水蒸氣和氧化鈣發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鈣，釋放出熱量，高溫的儲(chǔ)熱顆粒釋放出潛熱，釋放熱量后，氫氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒進(jìn)入低溫料倉(9);氮?dú)獠粎⑴c反應(yīng)，從放熱器(6)上部經(jīng)過冷卻器(7)冷卻后，進(jìn)入壓縮機(jī)(5)進(jìn)行壓縮，壓縮后進(jìn)入高壓氣體儲(chǔ)罐(8)進(jìn)行存儲(chǔ)，高壓氣體儲(chǔ)罐(8)中的高壓氮?dú)鈯A帶低溫料倉(9)中的氫氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒進(jìn)入吸熱器(1),氫氧化鈣吸熱分解，儲(chǔ)熱顆粒吸熱升溫，完成循環(huán)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱化學(xué)儲(chǔ)能與顯熱儲(chǔ)能聯(lián)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能方法，其特征在于，所述的放熱器(6)氣體出口與壓縮機(jī)(5)入口之間設(shè)置有冷卻器(7)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱化學(xué)儲(chǔ)能與顯熱儲(chǔ)能聯(lián)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能方法，其特征在于，所述的壓縮機(jī)(5)出口與吸熱器(1)入口之間設(shè)置有高壓氣體儲(chǔ)罐(8)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱化學(xué)儲(chǔ)能與顯熱儲(chǔ)能聯(lián)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能方法，其特征在于，當(dāng)熱量輸入較大時(shí)，吸熱器(1)中氫氧化鈣受熱分解的吸熱速率以及儲(chǔ)熱顆粒受熱升溫的吸熱速率之和，大于放熱器(6)中氧化鈣與水蒸氣反應(yīng)的放熱速率以及儲(chǔ)熱顆粒釋放潛熱的放熱速率之和，過量的氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒存儲(chǔ)在高溫料倉(2)中，過量的水蒸氣和氮?dú)獯鎯?chǔ)在高溫氣體儲(chǔ)罐(3)中；當(dāng)沒有熱量輸入時(shí)，儲(chǔ)存在高溫氣體儲(chǔ)罐(3)的氮?dú)夂退魵饫^續(xù)進(jìn)入工業(yè)透平(4)中做功，工業(yè)透平(4)拖動(dòng)壓縮機(jī)(5)運(yùn)行，做功后的氮?dú)夂退魵膺M(jìn)入放熱器(6),高溫料倉(2)中儲(chǔ)存的氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒進(jìn)入放熱器(6),水蒸氣和氧化鈣發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鈣，釋放出熱量，高溫的儲(chǔ)熱顆粒釋放出潛熱，釋放熱量后，氫氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒進(jìn)入低溫料倉(9);氮?dú)獠粎⑴c反應(yīng)，從放熱器(6)上部經(jīng)過冷卻器(7)冷卻后，進(jìn)入壓縮機(jī)(5)進(jìn)行壓縮，壓縮后進(jìn)入高壓氣體儲(chǔ)罐(8)進(jìn)行存儲(chǔ)，由于沒有熱量輸入，吸熱器(1)不能工作，氫氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒在低溫料倉(9)中存儲(chǔ)，高壓的氮?dú)庠诟邏簹怏w儲(chǔ)罐(8)中存儲(chǔ)。3技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種熱化學(xué)儲(chǔ)能與顯熱儲(chǔ)能聯(lián)合儲(chǔ)能系統(tǒng)及方法。背景技術(shù)[0002]顯熱儲(chǔ)能是通過儲(chǔ)能介質(zhì)溫度的變化實(shí)現(xiàn)能量的存儲(chǔ)，加熱儲(chǔ)能介質(zhì)提高其溫度，從而將熱能儲(chǔ)存其中，主要的儲(chǔ)能介質(zhì)有高溫混凝土、高溫熔鹽等，顯熱儲(chǔ)能是目前太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域技術(shù)成熟度最高、應(yīng)用最廣泛的儲(chǔ)能形式，是主流的太陽能熱發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)。[0003]熱化學(xué)儲(chǔ)能主要是基于一種可逆的熱化學(xué)反應(yīng)，通過化學(xué)鍵的斷裂重組實(shí)現(xiàn)能量的存儲(chǔ)和釋放，在儲(chǔ)能反應(yīng)中，儲(chǔ)能材料吸收熱量分解成兩種物質(zhì)單獨(dú)儲(chǔ)存，當(dāng)需要供能時(shí)，兩種物質(zhì)充分接觸發(fā)生反應(yīng)，將儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能并釋放出來。熱化學(xué)儲(chǔ)能密度和效率高，適用于太陽能熱能的高溫高密度儲(chǔ)存。熱化學(xué)儲(chǔ)能的體積和重量儲(chǔ)能密度遠(yuǎn)高于顯熱或者相變蓄熱，儲(chǔ)能載體可以在常溫下長期儲(chǔ)存，熱化學(xué)儲(chǔ)能通?？梢缘玫礁咂肺还軌蜷_發(fā)出一種新的系統(tǒng)，將顯熱儲(chǔ)能和熱化學(xué)儲(chǔ)能進(jìn)行結(jié)合，會(huì)大大提高儲(chǔ)能密度，降低技術(shù)復(fù)雜度。發(fā)明內(nèi)容[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種熱化學(xué)儲(chǔ)能與顯熱儲(chǔ)能聯(lián)合儲(chǔ)能系統(tǒng)及方法，將熱化學(xué)儲(chǔ)能與顯熱儲(chǔ)能相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)對熱能的高效存儲(chǔ)和[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：[0007]一種熱化學(xué)儲(chǔ)能與顯熱儲(chǔ)能聯(lián)合儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括吸熱器1,吸熱器1的氣體出口與工業(yè)透平4入口相連通，工業(yè)透平4的出口與放熱器6的氣體入口相連通，放熱器6的固體出口與吸熱器1的固體入口相連通；所述的吸熱器1的固體出口與放熱器6的固體入口相連通；所述的放熱器6的氣體出口與壓縮機(jī)5的入口相連通，壓縮機(jī)5的出口與吸熱器1的入口相連[0008]所述的吸熱器1氣體出口與工業(yè)透平4入口之間設(shè)置有高壓氣體儲(chǔ)罐3。[0009]所述的吸熱器1固體出口與放熱器6固體入口之間設(shè)置有高溫料倉2。[0010]所述的放熱器6的固體出口與吸熱器1的固體入口之間設(shè)置有低溫料倉9。[0011]所述的放熱器6氣體出口與壓縮機(jī)5入口之間設(shè)置有冷卻器7。[0012]所述的壓縮機(jī)5出口與吸熱器1入口之間設(shè)置有高壓氣體儲(chǔ)罐8。[0013]所述的一種熱化學(xué)儲(chǔ)能與顯熱聯(lián)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能方法，[0014]氮?dú)鈯A帶著氫氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒進(jìn)入吸熱器1中，在吸熱器1中吸熱，其中氫氧化4鈣受熱分解生成水蒸氣和氧化鈣，儲(chǔ)熱顆粒受熱升溫，氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒進(jìn)入高溫料倉2,氮?dú)夂退魵膺M(jìn)入高溫氣體儲(chǔ)罐3,高溫氣體儲(chǔ)罐3中的高溫氮?dú)夂退魵庠诠I(yè)透平4中做功，工業(yè)透平4拖動(dòng)壓縮機(jī)5運(yùn)行，做功后的氮?dú)夂退魵膺M(jìn)入放熱器6,高溫料倉2中的氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒進(jìn)入放熱器6,水蒸氣和氧化鈣發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鈣，釋放出熱量，高溫的儲(chǔ)熱顆粒釋放出潛熱，釋放熱量后，氫氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒進(jìn)入低溫料倉9;氮?dú)獠粎⑴c反應(yīng)，從放熱器6上部經(jīng)過冷卻器7冷卻后，進(jìn)入壓縮機(jī)5進(jìn)行壓縮，壓縮后進(jìn)入高壓氣體儲(chǔ)罐8進(jìn)行存儲(chǔ)，高壓氣體儲(chǔ)罐8中的高壓氮?dú)鈯A帶低溫料倉9中的氫氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒進(jìn)入吸熱[0015]當(dāng)熱量輸入較大時(shí)，吸熱器1中氫氧化鈣受熱分解的吸熱速率以及儲(chǔ)熱顆粒受熱升溫的吸熱速率之和，大于放熱器6中氧化鈣與水蒸氣反應(yīng)的放熱速率以及儲(chǔ)熱顆粒釋放潛熱的放熱速率之和，過量的氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒存儲(chǔ)在高溫料倉2中，過量的水蒸氣和氮?dú)獯鎯?chǔ)在高溫氣體儲(chǔ)罐3中；[0016]當(dāng)沒有熱量輸入時(shí)，儲(chǔ)存在高溫氣體儲(chǔ)罐3的氮?dú)夂退魵饫^續(xù)進(jìn)入工業(yè)透平4中做功，工業(yè)透平4拖動(dòng)壓縮機(jī)5運(yùn)行，做功后的氮?dú)夂退魵膺M(jìn)入放熱器6,高溫料倉2中儲(chǔ)存的氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒進(jìn)入放熱器6,水蒸氣和氧化鈣發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鈣，釋放出熱量，高溫的儲(chǔ)熱顆粒釋放出潛熱，釋放熱量后，氫氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒進(jìn)入低溫料倉9。氮?dú)獠粎⑴c反應(yīng)，從放熱器6上部經(jīng)過冷卻器7冷卻后，進(jìn)入壓縮機(jī)5進(jìn)行壓縮，壓縮后進(jìn)入高壓氣體儲(chǔ)罐8進(jìn)行存儲(chǔ)，由于沒有熱量輸入，吸熱器1不能工作，氫氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒在低溫料倉9中存儲(chǔ)，高壓的氮?dú)庠诟邏簹怏w儲(chǔ)罐8中存儲(chǔ)。[0017]本發(fā)明的有益效果：[0018]本發(fā)明所述的熱化學(xué)儲(chǔ)能與顯熱儲(chǔ)能聯(lián)合儲(chǔ)能系統(tǒng)在具體工作時(shí)，通過吸熱器對氫氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒進(jìn)行加熱，并將分解生成的氧化鈣和高溫的儲(chǔ)熱顆粒儲(chǔ)存起來。在太陽輻射不足時(shí)，將高溫氣體儲(chǔ)罐中過剩的水蒸氣和高溫料倉中過剩的氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒繼續(xù)送入放熱器中，水蒸氣和氧化鈣進(jìn)行化合反應(yīng)，高溫儲(chǔ)熱顆粒釋放出顯熱，從而實(shí)現(xiàn)熱化學(xué)儲(chǔ)能與顯熱儲(chǔ)能的有機(jī)結(jié)合。[0019]此外，儲(chǔ)能顆粒摻雜在氧化鈣和氫氧化鈣中，可以有效的緩解氧化鈣和氫氧化鈣的結(jié)塊，提高氧化鈣和氫氧化鈣的循環(huán)效率。附圖說明[0020]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖。具體實(shí)施方式[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。[0023]如圖1所示，本發(fā)明一種熱化學(xué)儲(chǔ)能與顯熱儲(chǔ)能聯(lián)合儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括吸熱器1、工業(yè)透平4、壓縮機(jī)5和放熱器6。吸熱器1的氣體出口與工業(yè)透平4的入口相連通，工業(yè)透平4的出口與放熱器6的氣體入口相連通，放熱器6的氣體出口與壓縮機(jī)5的入口相連通，壓縮機(jī)5的出口與吸熱器1的入口相連通。5[0024]吸熱器1的固體出口與放熱器6的固體入口相連通。[0025]放熱器6的固體出口與吸熱器1的固體入口相連通。[0026]作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明還包括設(shè)置在吸熱器1氣體出口與工業(yè)透平4入口之間的高溫氣體儲(chǔ)罐3,設(shè)置在吸熱器1固體出口與放熱器6固體入口之間的高溫料倉2,設(shè)置在放熱器6的固體出口與吸熱器1的入口之間的低溫料倉9,設(shè)置在放熱器6氣體出口與壓縮機(jī)5入口之間的冷卻器7,設(shè)置在壓縮機(jī)5出口與吸熱器1入口之間的高壓氣體儲(chǔ)罐8。[0028]優(yōu)選的，放熱器6的形式為流化床或移動(dòng)床反應(yīng)器，操作溫度為500-600℃。[0031]如圖1所示，本發(fā)明一種熱化學(xué)儲(chǔ)能與顯熱儲(chǔ)能聯(lián)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能方法，氮?dú)鈯A帶著氫氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒進(jìn)入吸熱器1中，在吸熱器1中吸熱，其中氫氧化鈣受熱分解生成水蒸氣和氧化鈣，儲(chǔ)熱顆粒受熱升溫，氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒進(jìn)入高溫料倉2,氮?dú)夂退魵膺M(jìn)入高溫氣體儲(chǔ)罐3,高溫氣體儲(chǔ)罐3中的高溫氮?dú)夂退魵庠诠I(yè)透平4中做功，工業(yè)透平4拖動(dòng)壓縮機(jī)5運(yùn)行，做功后的氮?dú)夂退魵膺M(jìn)入放熱器6,高溫料倉2中的氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒進(jìn)入放熱器6,水蒸氣和氧化鈣發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鈣，釋放出熱量，高溫的儲(chǔ)熱顆粒釋放出潛熱，釋放熱量后，氫氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒進(jìn)入低溫料倉9。氮?dú)獠粎⑴c反應(yīng)，從放熱器6上部經(jīng)過冷卻器7冷卻后，進(jìn)入壓縮機(jī)5進(jìn)行壓縮，壓縮后進(jìn)入高壓氣體儲(chǔ)罐8進(jìn)行存儲(chǔ)，高壓氣體儲(chǔ)罐8中的高壓氮?dú)鈯A帶低溫料倉9中的氫氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒進(jìn)入吸熱器1,氫氧化鈣[0032]當(dāng)熱量輸入較大時(shí)，吸熱器1中氫氧化鈣受熱分解的吸熱速率以及儲(chǔ)熱顆粒受熱升溫的吸熱速率之和，大于放熱器6中氧化鈣與水蒸氣反應(yīng)的放熱速率以及儲(chǔ)熱顆粒釋放潛熱的放熱速率之和，過量的氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒存儲(chǔ)在高溫料倉2中，過量的水蒸氣和氮?dú)獯鎯?chǔ)在高溫氣體儲(chǔ)罐3中。[0033]當(dāng)沒有熱量輸入時(shí)，儲(chǔ)存在高溫氣體儲(chǔ)罐3的氮?dú)夂退魵饫^續(xù)進(jìn)入工業(yè)透平4中做功，工業(yè)透平4拖動(dòng)壓縮機(jī)5,做功后的氮?dú)夂退魵膺M(jìn)入放熱器6,高溫料倉2中儲(chǔ)存的氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒進(jìn)入放熱器6,水蒸氣和氧化鈣發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鈣，釋放出熱量，高溫的儲(chǔ)熱顆粒釋放出潛熱，釋放熱量后，氫氧化鈣和儲(chǔ)熱顆粒進(jìn)入低溫料倉9。氮?dú)獠粎⑴c反應(yīng)，從放熱器6上部經(jīng)過冷卻器7冷卻后，進(jìn)入壓縮機(jī)5進(jìn)行壓縮，壓