DK2984434T3 - Termokemisk lagringssystem med forbedret lagringseffektivitet - Google Patents

Claims (14)

1. PATE N TKRAV

   1. Termokemisk varmelagringssystem omfattende i det mindste én første reaktor (8), en anden reaktor (10) og et varmetransmissionsfluidcirkulationskredsløb (12), med henblik på at tilvejebringe varmevekslinger med indholdene i den første og anden reaktor (8, 10), hvilket cirkulationskredsløb omfatter en første og anden tilgangs-/afgangsende (12.1, 12.2) og passerer igennem de to reaktorer således, at varmetransmissionsfluidet passerer successivt igennem enten den første (8) eller den anden (10) reaktor og efterfølgende igennem den anden (10) eller første (8) reaktor, hvor hver reaktor (8, 10) er beregnet til at være stedet for en reversibel termokemisk lagrings/frigørelsesreaktion, idet de to reaktioner har respektive temperaturområder, som er i det mindste delvis forskellige, hvilke system er kendetegnet ved, at at hver reaktor (8, 10), via forbindelsesrørledninger (13, 15, 22, 28, 32, 40), er forbundet med opbevaringsbeholdere (14,16, 24, 30, 34,42) til opbevaring af de materialer, som tager del i reaktionerne.
2. 2. Varmelagringssystem ifølge krav 1, hvor varmetransmissionsfluidet har en første temperatur ved den første ende af cirkulationskredsløbet (12) og en anden temperatur ved den anden ende af cirkulationskredsløbet (12), som er forskellige fra den første temperatur, idet de respektive temperaturområder for de reversible termokemiske lagrings/frigivelsesreaktioner i det væsentlige dækker temperaturintervallet defineret ved den første og anden temperatur.
3. 3. Varmelagringssystem ifølge krav 1, hvor hver forbindelsesrørledning (13, 15, 22, 28, 32, 40) omfatter én eller flere materialeopvarmningsindretninger (18, 20, 26, 36, 38, 44) til opvarmning af det materiale, som strømmer deri, når denne forsyner reaktoren (8, 10), hvormed den er forbundet, idet den ene eller flere opvarmningsindretning(er) (18, 20, 26, 36, 38, 44) fortrinsvis er dannet i det mindste delvis af en varmeveksler (18.1, 20.1, 26.2, 36.1, 38.1, 44.1, 44.2) med henblik på at genindvinde varmen fra det ene eller flere materialer, som forlader den ene eller flere reaktorer (8, 10).
4. 4. Varmelagringssystem ifølge krav 3, hvor i det mindste én varmeveksler (18.1,20.1, 26.1, 26.2, 36.1, 38.1, 44.1, 44.2) placeret på en forbindelsesrørledning, som fører materialet til reaktoren er forbundet med i det mindste én varmeveksler (18.1,20.1,26.1, 26.2, 36.1, 38.1,44.1,44.2), placeret på en forbindelsesrørledning, som fjerner det ene eller flere materialer fra reaktoren og som er produceret ved reaktionen, som finder sted indvendigt i reaktoren, med henblik på at overføre den genindvundne varme fra et af materialerne til det andet.
5. 5. Varmelagringssystem ifølge et af kravene 1-4, hvor den ene eller flere reaktorer (8, 10) er én eller flere fluidiseret-leje reaktorer.
6. 6. Solenergianlæg omfattende et solfangerområde (2), et konverteringssystem (4) til at konvertere varmeenergien, som genereres af solfangerområdet (2), til elektrisk energi, og i det mindste ét varmelagringssystem ifølge ethvert af kravene 1 til 5, hvor konverteringssystemet (4) og lagringssystemet er forbundet parallelt med solfangerområdet.
7. 7. Fremgangsmåde til termokemisk opladning eller dræning af et varmelagringssystem ifølge ethvert af kravene 1 til 5, omfattende følgende trin: - cirkulation af et varmetransmissionsfluid tilført ved en første temperatur til en første reaktor med henblik på at udveksle varmeenergi med i det mindste ét første varme-lagringsmateriale indeholdt i den første reaktor, med henblik på at tilvejebringe en første termokemisk lagrings/frigivelsesreaktion indenfor et første temperaturområde, - cirkulation af det nævnte varmetransmissionsfluid i en anden reaktor, efter at have cirkuleret i den første reaktor, med henblik på at udveksle varmeenergi med i det mindste ét andet varmelagringsmateriale indeholdt i den anden reaktor, med henblik på at tilvejebringe en anden termokemisk lagrings/frigivelsesreaktion i et andet temperaturområde, som er i det mindste delvis forskelligt fra det første temperaturområde, idet varmetransmissionsfluidet, som forlader den anden reaktor, har en anden temperatur.
8. 8. Opladningsfremgangsmåde ifølge krav 7, hvor varmetransmissionsfluidet passerer igennem den første reaktor, i hvilken den varmelagringsreaktion finder sted, hvis øvre temperaturgrænse for temperaturområdet er højere end den øvre grænse for temperaturområdet for den anden reaktion, som finder sted i den anden reaktor, derefter igennem den anden reaktor.
9. 9. Dræningsfremgangsmåde ifølge enten krav 7 eller 8, hvor varmetransmissionsfluidet passerer igennem den anden reaktor, i hvilken den varmelagringsreaktion finder sted, hvis nedre temperaturgrænse for temperaturområdet er lavere end den nedre grænse for temperaturområdet for den første reaktion, som finder sted i den første reaktor, derefter igennem den første reaktor.
10. 10. Opladningsfremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 7 til 9, hvor temperaturen for varmetransmissionfluidet ved afgangen fra den første reaktor er højere end ved afgangen fra den anden reaktor og hvor temperaturen af varmetransmissionsfluidet ved udgangen fra den første reaktor er højere end eller lig med den nedre temperaturgrænse for temperaturområdet for den første reaktion og/eller temperaturen for overføringstransmissionsfluidet ved udgangen fra den anden reaktor er højere end eller lig med den nedre temperaturgrænse for temperaturområdet for den anden reaktion.
11. 11. Dræningsfremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 7 til 10, hvor temperaturen for varmetransmissionsfluidet ved udgangen fra den første reaktor er højere end ved udgangen fra den anden reaktor og hvor temperaturen af varmetransmissionsfluidet ved udgangen fra den anden reaktor er lavere end eller lig med den øvre temperaturgrænse for temperaturområdet for den anden reaktion og/eller temperaturen for varmetransmissionsfluidet ved udgangen fra den første reaktor er lavere end eller lig med den øvre temperaturgrænse for temperaturområdet for den første reaktion.
12. 12. Opladnings- eller dræningsfremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 7 til 11, hvor det i det mindste første lagringsmateriale, som er beregnet til lagring eller frigivelse af varme, kontinuerligt tilføres den første reaktor og de produkter, som tilvejebringes ved reaktionen, kontinuerligt fjernes, og hvor det i det mindste andet lagringsmateriale, som er beregnet til lagring eller frigivelse af varme, kontinuerligt tilføres den anden reaktor og de produkter, som tilvejebringes ved reaktionen, kontinuerligt fjernes, og/eller hvor det i det mindste første materiale og det i det mindste andet materiale opvarmes før indføring i den første henholdsvis anden reaktor.
13. 13. Opladnings- eller dræningsfremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 7 til 12, hvor reaktionerne, som finder sted i reaktorerne, eksempelvis er en katalytisk spaltningsreaktion, en hydroxiddehydreringsreaktion, en carbonatdecarboniseringsreaktion, en dampreformeringsreaktion eller en metalhydriddehydrogeneringsreaktion.
14. 14. Opladnings- eller dræningsfremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 7 til 13, hvor varmetransmissionsfluidet, som strømmer i cirkulationskredsløbet, under opladningsfasen har en indgangstemperatur på 565°C og en udgangstemperatur på 300°C, idet den første reaktor (8) er stedet for hydrerings/dehydreringsreaktionen Ca(OH)2 + Q o CaO + H20, hvis temperaturområde er 400°C, 600°C, og den anden reaktor (8) er stedet for hydrerings/dehydreringsreaktionen Mg(OH)2 + Q' <=> MgO + H20, hvis temperaturområde er 150°C, 350°C.