Введение

По мере того, как мир ускоряет движение к углеродной нейтральности и интеграции возобновляемых источников энергии, долговременное хранение энергии становится необходимым условием стабильного и надёжного энергоснабжения. Среди различных технологий хранение энергии в расплавленных солях (MSES) зарекомендовало себя как одно из наиболее перспективных решений благодаря своей безопасности, масштабируемости и экономической эффективности.

В основе этой системы лежит спиральный теплообменник (также известный как U-образный или двухтрубный) , который действует как тепловой мост, эффективно преобразующий накопленное тепло в пригодный для использования пар или технологическую энергию. Вместе хранилище расплавленных солей и спиральные теплообменники образуют мощную комбинацию для будущего чистой энергии.

Что такое хранение энергии на основе расплавленных солей?

Для хранения расплавленной соли используется смесь нитратов, таких как нитрат натрия и нитрат калия, которые остаются жидкими при температуре от 200 °C до 600 °C .

• Зарядка (аккумулирование тепла) : солнечные концентраторы или электронагреватели повышают температуру расплавленной соли, которая хранится в изолированных резервуарах.

• Выброс (выделение тепла) : горячая расплавленная соль протекает через теплообменник, передавая свое тепло воде или другой рабочей жидкости для производства пара для выработки электроэнергии турбиной.

Преимущества хранения расплавленных солей:

1. Большие мощности — от МВт·ч до ГВт·ч.

2. Длительная продолжительность разряда — 8–12 часов и даже дольше.

3. Высокая эффективность — тепловой КПД более 90%.

4. Безопасный и стабильный — негорючий и изготовленный из широко распространенного сырья.

Эта технология уже внедрена на солнечных тепловых электростанциях (СТЭ) в Испании, США и Китае, обеспечивая стабильную подачу электроэнергии даже после захода солнца.

Что такое шпилечный теплообменник?

Шпильчатый теплообменник состоит из прямых трубок, изогнутых в форме буквы U, напоминающей шпильку. Одна жидкость протекает внутри трубок (со стороны трубок), а другая — снаружи (со стороны кожуха), что обеспечивает эффективную теплопередачу.

Основные характеристики шпилечных теплообменников:

• Высокая устойчивость к давлению — идеально подходит для высокотемпературного пара и расплавленных солей.

• Компактность и модульность — несколько устройств можно подключать параллельно для увеличения производительности.

• Простота обслуживания — отдельные трубки или пучки можно заменять без полного отключения системы.

• Высокая тепловая эффективность — высокая скорость в трубке улучшает теплопередачу.

Шпильчатые теплообменники широко используются в нефтехимической, энергетической, металлургической промышленности и все чаще в системах хранения возобновляемой энергии.

Вклад BOOYO в китайскую индустрию накопления энергии

В настоящее время компания Shandong BOOYO Heavy Industry Technology Group производит два крупнейших в Китае шпилечных теплообменника , предназначенных для проектов хранения энергии на расплавленных солях. Благодаря многолетнему опыту проектирования сосудов высокого давления и теплообменников, а также сертификации ASME, компания BOOYO стала надежным партнером как для китайских, так и для международных клиентов.

Сосредоточившись на передовом производстве, строгом контроле качества и глобальном обслуживании, компания BOOYO стремится поддерживать быстрый рост решений в области возобновляемой энергии и долгосрочного хранения.

Почему шпильковые теплообменники используются в системах с расплавленными солями?

Системы с расплавленными солями работают в условиях экстремальных температур, давления и коррозии . Теплообменники должны обеспечивать надежную передачу энергии в этих сложных условиях. Шпильчатые теплообменники идеально подходят для этих целей, поскольку они:

1. Обеспечивают высокую механическую прочность при температуре >565 °C и высоком давлении пара.

2. Поддержка модульной масштабируемости , соответствующая различным мощностям предприятий.

3. Обеспечивают длительный срок службы за счет использования стойких к коррозии материалов и контроля напряжений.

4. Обеспечивает удобство обслуживания , минимизирует время простоя и гарантирует доступность системы.

Короче говоря, расплавленная соль — это «тепловой склад», а шпильковый теплообменник — «выход энергии».

Приложения и перспективы отрасли

1. Солнечные тепловые электростанции (CSP)
   Резервуары с расплавленной солью в сочетании со шпильковыми теплообменниками вырабатывают стабильную электроэнергию ночью или в пасмурную погоду.

2. Утилизация тепла промышленных отходов
   Улавливание высокотемпературного отходящего тепла в расплавленной соли, которое затем выпускается через шпильковые теплообменники для использования в технологических процессах или для получения энергии.

3. Гибридные возобновляемые системы
   Балансирование прерывистой солнечной и ветровой энергии, обеспечение гибкой и управляемой подачи энергии в сеть.

В связи с ростом мирового спроса на чистую энергию интеграция систем хранения энергии на основе расплавленных солей и шпилечных теплообменников станет краеугольным камнем решений по долгосрочному хранению энергии во всем мире.

Заключение

Хранение энергии на расплавленных солях обеспечивает безопасное, масштабное и экономичное долгосрочное хранение. Шпилечные теплообменники обеспечивают эффективное преобразование накопленной энергии в полезную. Вместе они образуют надежное решение, которое способствует интеграции возобновляемых источников энергии, стабильности сети и будущему устойчивой энергетики.