能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能量存儲(chǔ)系統(tǒng)和/或諸如核電站的發(fā)電廠和/或一種變更發(fā)電系統(tǒng)的功率輸出的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如可再生功率和核能的低碳發(fā)電系統(tǒng)的使用正在增加。然而，來自這種系統(tǒng)的功率輸出通常是要么間斷的，或者在它是持續(xù)的情況下它可能是難以和/或低效率地改變功率輸出以考慮變化的需求。例如，當(dāng)它在100%的額定功率運(yùn)行時(shí)，核電站一般是最有效的，并且因此通常是不希望降低核電站的功率定額以考慮變化的需求。
[0003]提供適應(yīng)負(fù)荷需求的低碳發(fā)電系統(tǒng)的一種方式是使用電力存儲(chǔ)。通常對(duì)于電力存儲(chǔ)裝置來說期望滿足以下標(biāo)準(zhǔn):
[0004](I)收獲和儲(chǔ)存產(chǎn)生的盈余電力
[0005](2)解決電力需求中的季節(jié)間變化
[0006](3)解決電力需求中的晝夜變化
[0007](4)保持快速響應(yīng)“電涌功率”的能力
[0008]此外，在工業(yè)中期望能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的資本成本和運(yùn)行成本為低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本公開尋求提供一種滿足一個(gè)或多個(gè)上述標(biāo)準(zhǔn)的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)。
[0010]第一方面提供了一種用于調(diào)節(jié)發(fā)電廠的功率輸出的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，所述發(fā)電廠具有熱交換器、初級(jí)回路和次級(jí)回路，初級(jí)回路將初級(jí)流體流引導(dǎo)至初級(jí)區(qū)域的部件，并且次級(jí)回路將次級(jí)流體流引導(dǎo)至次級(jí)區(qū)域的部件，而且熱交換器被設(shè)置使得所述次級(jí)流體流由初級(jí)流體流加熱。能量存儲(chǔ)系統(tǒng)包括用于存儲(chǔ)流體的容器。
[0011 ]能量存儲(chǔ)系統(tǒng)可以包括流體轉(zhuǎn)移裝置(例如第三流體回路)，所述流體轉(zhuǎn)移裝置連接到所述容器并且可連接到發(fā)電系統(tǒng)的熱交換器以便設(shè)置流體轉(zhuǎn)移裝置與熱交換器和容器流體連通。所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)可以包括雙向流動(dòng)裝置，該雙向流動(dòng)裝置被設(shè)置成控制容器和流體轉(zhuǎn)移裝置之間的流體的流動(dòng)方向。
[0012]雙向流動(dòng)裝置可以被設(shè)置以便選擇性地將來自離開熱交換器的次級(jí)流體的熱能儲(chǔ)存在容器內(nèi)并且以選擇性地將儲(chǔ)存在容器中的熱能傳遞到熱交換器。
[0013]雙向流動(dòng)裝置可以包括雙向栗送裝置。
[0014]雙向流動(dòng)裝置可以包括閥裝置，用于選擇性地阻止沿著流體轉(zhuǎn)移裝置的一部分的流。
[0015]所述容器可以儲(chǔ)存流體，例如次級(jí)流體。
[0016]離開熱交換器的次級(jí)流體可以在等于或介于大約280至300°C的溫度離開熱交換器。進(jìn)入熱交換器的次級(jí)流體可以在等于或介于大約260至275°C的溫度進(jìn)入熱交換器。次級(jí)流體可以在等于或介于大約200和220°C的溫度被添加到流體轉(zhuǎn)移裝置(例如從給水加熱器)。
[0017]流體轉(zhuǎn)移裝置可以是可連接到熱交換器的次級(jí)流體入口。流體轉(zhuǎn)移裝置可以是可連接到熱交換器的次級(jí)流體出口。
[0018]流體轉(zhuǎn)移裝置可以包括傳熱裝置，其用于將來自離開熱交換器的次級(jí)流體的熱能轉(zhuǎn)移至比離開熱交換器的流體處于更低溫度的次級(jí)流體，和/或用于將存儲(chǔ)在容器中的次級(jí)流體的熱能轉(zhuǎn)移至比存儲(chǔ)在容器中的流體處于更低溫度的次級(jí)流體。流體轉(zhuǎn)移裝置可以包含飽和器，其配置成利用第二流體加熱第一流體。例如，飽和器配置成利用來自熱交換器或容器的較高溫度的流體加熱較低溫度的次級(jí)流體。
[0019]所述飽和器可以包括罐，該罐具有第一入口以便接收比離開熱交換器的流體處于更低溫度的次級(jí)流體，和第二入口以便接收離開熱交換器的次級(jí)流體。所述罐可以被設(shè)置以使來自所述熱交換器的流體可以直接接觸較低溫度的流體。
[0020]所述飽和器可包括熱交換器，該熱交換器限定用于接收比離開熱交換器的流體處于更低溫度的流體的第一流體通路，和用于接收來自所述熱交換器的次級(jí)流體的第二流體通路，所述第一流體通路被定位成鄰近所述第二流體通路。
[0021]雙向流動(dòng)裝置可以被配置從而選擇性地將一部分離開電廠的熱交換器的次級(jí)流體引導(dǎo)至傳熱裝置，使得所述次級(jí)流體是加熱第一流體的第二流體。
[0022]雙向流動(dòng)裝置可以被配置以選擇性地將來自容器的流體直接引導(dǎo)至熱交換器和/或以選擇性地將來自容器的流體引導(dǎo)至飽和器以加熱將被引導(dǎo)到熱交換器的流體。
[0023]替代地，所述流體轉(zhuǎn)移裝置可以被配置以將來自所述容器的流體輸送到電廠的熱交換器。
[0024]所述雙向流動(dòng)裝置可以設(shè)置在飽和器和容器之間。
[0025]所述雙向流動(dòng)裝置可以是設(shè)置在飽和器和容器之間的雙向栗送裝置。
[0026]管道可以設(shè)置在飽和器和容器之間并且第一雙向栗可以沿著所述管道定位。另一管道可以設(shè)置在所述飽和器和所述容器之間并且第二雙向栗可以沿著所述另一管道定位。
[0027]流體的流動(dòng)方向可使用多個(gè)閥進(jìn)行控制。
[0028]可以提供栗并且在實(shí)施例中可以提供兩個(gè)栗以便調(diào)節(jié)穩(wěn)定的流率。
[0029]閥裝置可以被提供以控制從電廠的熱交換器到飽和器的流體流的量。
[0030]能量存儲(chǔ)系統(tǒng)可以包括設(shè)置在飽和器和電廠的熱交換器之間的栗。
[0031 ]容器可以被配置成存儲(chǔ)次級(jí)流體。
[0032]流體轉(zhuǎn)移裝置可以包括連接到所述容器并可連接到發(fā)電系統(tǒng)的熱交換器的第一管道以便將容器設(shè)置成與所述熱交換器流體連通。
[0033]第一管道可以連接到所述容器并且可以能夠連接到發(fā)電系統(tǒng)的熱交換器以便將容器設(shè)置成與所述熱交換器流體連通。雙向栗送裝置可以被配置以控制從發(fā)電廠的熱交換器到所述容器以及從所述容器到發(fā)電廠的熱交換器的流體流。
[0034]從所述容器到所述熱交換器的流體流可以增加發(fā)電廠的功率輸出而且從所述熱交換器到所述容器的流體流可以降低發(fā)電廠的功率輸出。以這種方式，來自發(fā)電廠的功率輸出可以變化而不需要變更變電廠的初級(jí)能量源(例如，不需要改變核反應(yīng)堆中產(chǎn)生的熱能的量)。
[0035]在本申請(qǐng)中，初級(jí)回路和次級(jí)回路被認(rèn)為是連接發(fā)電廠的相應(yīng)初級(jí)區(qū)域和次級(jí)區(qū)域的各種部件的管。在核電站中，初級(jí)區(qū)域可包括核反應(yīng)堆和栗。次級(jí)區(qū)域可以包括渦輪機(jī)、冷凝器(包括冷凝器熱井)、一個(gè)或多個(gè)水加熱器和一個(gè)或多個(gè)栗。所述熱交換器，其可以是蒸汽發(fā)生器，形成初級(jí)區(qū)域和次級(jí)區(qū)域兩者的部件。
[0036]所述系統(tǒng)可以被認(rèn)為包括虹吸管，其用于將來自所述容器的流體虹吸到所述熱交換器和/或用于將來自所述熱交換器的流體虹吸到所述容器。
[0037]第二管道可以連接到所述容器。所述第二管道可以在熱交換器的上游位置處可連接到次級(jí)回路，以便設(shè)置所述容器與所述次級(jí)回路流體連通。
[0038]第一管道可以提供在容器的一端。第二管道可以提供在容器的一端。所述第二管道可以提供在容器的與所述第一管道相對(duì)的端部。例如，當(dāng)容器被定向在操作位置時(shí)，所述第一管道可以設(shè)置在容器的上部區(qū)域內(nèi)或者上端處而所述第二管道可以設(shè)置在容器的下部區(qū)域中或下端處。
[0039]栗送裝置可以沿第二管道設(shè)置并且栗送裝置可被配置成控制沿其的流。例如，所述栗送裝置可以被配置為將流體栗到容器，以便將來自容器的流體置換至熱交換器，并且所述栗送裝置可以被配置為栗送來自容器的流體以將來自熱交換器的流體轉(zhuǎn)移至容器。
[0040]雙向栗送裝置可以被配置為將流體從次級(jí)回路到容器比從容器到次級(jí)回路栗送更大的流率。例如，到容器的流體流率可以是通過次級(jí)流體流的流體流率的三分之一。來自容器的流體流率可以是通過次級(jí)流體流的流體流率的10%。
[0041]所述容器可以包括用于限制來自熱交換器或飽和器的較熱流體與來自次級(jí)流體流和/或飽和器的較冷流體的混合的裝置。
[0042]所述容器可以包括擋板，其在使用中限制來自熱交換器或飽和器的較熱流體與較冷的次級(jí)流體(例如來自給水加熱器和/或飽和器)的混合。
[0043]所述擋板可以包括蛇形路徑，沿著該路徑，次級(jí)流體可以在容器中流動(dòng)。所述擋板可以包括多個(gè)橫跨容器延伸的板。在使用中，所述板可以水平定向。
[0044]所述容器可以包括入口，其配置用于附接到氮?dú)夤┙o。入口可以接近第一管道和遠(yuǎn)離第二管道定位。
[0045]系統(tǒng)可以包括溢流箱，其用于儲(chǔ)存來自容器的過量流體，以調(diào)節(jié)容器中流體的量。
[0046]系統(tǒng)可以包括補(bǔ)給罐，其用于將流體供給提供到容器，以調(diào)節(jié)容器中流體的量。補(bǔ)給罐可以設(shè)置為與容器直接流體連通。
[0047]容器可以是加壓容器，其能夠容納壓力大于或等于50巴的流體。
[0048]容器可以是球形。壓力容器可具有不銹鋼襯。壓力容器可以由混凝土包圍。所述壓力容器可以是絕緣的，例如絕緣可以設(shè)置在鋼襯和混凝土之間。
[0049]發(fā)電廠的熱交換器可以是蒸汽發(fā)生器并且所述第一管道可直接連接到蒸汽發(fā)生器。第一管道可以在與在使用中含有飽和水的蒸汽發(fā)生器的區(qū)域相應(yīng)的位置處連接(和/或穿過)蒸汽發(fā)生器。例如，第一管道可以在次級(jí)流體入口和蒸汽發(fā)生器的出口之間的中間區(qū)域連接至蒸汽發(fā)生器。
[0050]雙向栗送裝置可以包括兩個(gè)栗。第一栗可以用于栗送來自容器的流并且第二栗可以用于將流栗送到容器。可以提供切換裝置以選擇性地操作第一栗或第二栗。所述切換裝置可包括計(jì)時(shí)器，以例如在一天的預(yù)定時(shí)間在第一栗和第二栗