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一种熔盐储热量的确定方法及装置

阅读：873发布：2021-02-22

IPRDB可以提供一种熔盐储热量的确定方法及装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种熔盐储热量的确定方法及装置，该方法包括：用于获取熔盐熔化过程中与初始温度的温度差，并根据温度差得到熔盐的熔化率；根据温度差和熔化率，分别计算熔盐储热时存储的显热热量和潜热热量；基于显热热量和潜热热量，确定熔盐的储热量。本发明通过获取熔盐在熔化过程中与其初始温度的温度差来表征熔盐储热量，并且经测试，在误差允许的范围内与实际情况符合良好，是一种有效的可以实时监测熔盐储热量的手段，可以方便操作人员实时了解熔盐的储热量，解决了现有技术中无法实时有效地监测光热电站中熔盐储热量的问题。，下面是一种熔盐储热量的确定方法及装置专利的具体信息内容。

1.一种熔盐储热量的确定方法，其特征在于，包括：获取熔盐熔化过程中与初始温度的温度差，并根据所述温度差得到所述熔盐的熔化率；

根据所述温度差和所述熔化率，分别计算所述熔盐储热时存储的显热热量和潜热热量；

基于所述显热热量和所述潜热热量，确定所述熔盐的储热量。

2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述根据所述温度差得到所述熔盐的熔化率包括：根据所述温度差，通过有限元分析方法模拟得到所述熔化率与所述温度差的数值关系，即 其中，为熔化率， 为温度差，A和B均为常数；

根据所述数值关系，得到所述熔化率。

3.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述根据所述温度差，计算所述熔盐储热时存储的显热热量包括：将所述熔盐按其质量进行N等分后，获取任意等分的显热热量q显＝C·m·ΔTi，其中，N趋于正无穷，C为所述熔盐的比热容，m为所述熔盐中任意等分的质量，ΔTi为该等分的温度差；

获取任意等分的显热热量后，计算所述熔盐储热时存储的显热热量其中，M为所述熔盐的总质量， 为

所述熔盐的温度差。

4.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述根据所述熔化率，计算所述熔盐储热时存储的潜热热量包括：将所述熔盐按其质量进行N等分后，获取任意等分的潜热热量q潜＝K·m·Vi，其中，N趋于正无穷，K为所述熔盐的熔化热，m为所述熔盐中任意等分的质量，ΔVi为该等分的熔化率；

获取任意等分的潜热热量后，计算所述熔盐储热时存储的潜热热量其中，M为所述熔盐的总质量，

为所述熔盐的熔化率。

5.根据权利要求1至4中任一所述的确定方法，其特征在于，所述基于所述显热热量和所述潜热热量，确定所述熔盐的储热量包括：将所述显热热量和所述潜热热量相加，得到所述熔盐的储热量。

6.一种熔盐储热量的确定装置，其特征在于，包括：获取单元，用于获取熔盐熔化过程中与初始温度的温度差，并根据所述温度差得到所述熔盐的熔化率；

计算单元，用于根据所述温度差和所述熔化率，分别计算所述熔盐储热时存储的显热热量和潜热热量；

确定单元，用于基于所述显热热量和所述潜热热量，确定所述熔盐的储热量。

7.根据权利要求6所述的确定装置，其特征在于，所述获取单元还用于：根据所述温度差，通过有限元分析方法模拟得到所述熔化率与所述温度差的数值关系，即 其中，为熔化率， 为温度差，A和B均为常数；

根据所述数值关系，得到所述熔化率。

8.根据权利要求6所述的确定装置，其特征在于，所述计算单元具体用于：将所述熔盐按其质量进行N等分后，获取任意等分的显热热量q显＝C·m·ΔTi，其中，N趋于正无穷，C为所述熔盐的比热容，m为所述熔盐中任意等分的质量，ΔTi为该等分的温度差；

获取任意等分的显热热量后，计算所述熔盐储热时存储的显热热量其中，M为所述熔盐的总质量，

为所述熔盐的温度差。

9.根据权利要求6所述的确定装置，其特征在于，所述计算单元还具体用于：将所述熔盐按其质量进行N等分后，获取任意等分的潜热热量q潜＝K·m·Vi，其中，N趋于正无穷，K为所述熔盐的熔化热，m为所述熔盐中任意等分的质量，ΔVi为该等分的熔化率；

获取任意等分的潜热热量后，计算所述熔盐储热时存储的潜热热量其中，M为所述熔盐的总质量， 为

所述熔盐的熔化率。

10.根据权利要求6至9中任一所述的确定装置，其特征在于，所述确定单元具体用于：将所述显热热量和所述潜热热量相加，得到所述熔盐的储热量。

说明书全文

一种熔盐储热量的确定方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及太阳能光热发电领域，具体涉及一种熔盐储热量的确定方法及装置。

背景技术

[0002] 在太阳能光热电站中，熔盐作为一种性能较好的传热、储热工作介质，已成为当前光热电站实现长时间稳定发电的重要保障。在多个实际电站项目中，应用的传统的熔盐一般由60％的硝酸钠和40％的硝酸钾混合而成。实践证明，配置储热系统可以使光热发电与不稳定的光伏和风电相抗衡。这样的配置也使光热电站能够实现24小时持续供电和输出功率高度可调节的特性，也使其有能力与传统的煤电、燃气发电、核电的电力生产方式相媲美，具备了作为基础支撑电源与传统火电厂竞争的潜力。一直以来，更多的可应用于光热发电的储热介质也在被持续研究和开发，但截至目前，还没有一种介质可以与熔盐相媲美。
[0003] 然而，由于运行过程中熔盐完全被封装起来，操作人员无法通过观察来掌握熔盐的融化情况，特别是涉及到储热量的时候。目前，本领域中仍没有一种有效的可以实时监测熔盐储热量的手段。

发明内容

[0004] 本发明提供一种熔盐储热量的确定方法及装置，以解决现有技术中无法实时有效地监测光热电站中熔盐储热量的问题。
[0005] 第一方面，本发明提供一种熔盐储热量的确定方法，包括：
[0006] 获取熔盐熔化过程中与初始温度的温度差，并根据所述温度差得到所述熔盐的熔化率；
[0007] 根据所述温度差和所述熔化率，分别计算所述熔盐储热时存储的显热热量和潜热热量；
[0008] 基于所述显热热量和所述潜热热量，确定所述熔盐的储热量。
[0009] 作为本发明第一方面的优选方式，所述根据所述温度差得到所述熔盐的熔化率包括：
[0010] 根据所述温度差，通过有限元分析方法模拟得到所述熔化率与所述温度差的数值关系，即 其中，为熔化率， 为温度差，A和B均为常数；
[0011] 根据所述数值关系，得到所述熔化率。
[0012] 作为本发明第一方面的优选方式，所述根据所述温度差，计算所述熔盐储热时存储的显热热量包括：
[0013] 将所述熔盐按其质量进行N等分后，获取任意等分的显热热量q显＝C·m·ΔTi，其中，N趋于正无穷，C为所述熔盐的比热容，m为所述熔盐中任意等分的质量，ΔTi为该等分的温度差；
[0014] 获取任意等分的显热热量后，计算所述熔盐储热时存储的显热热量其中，M为所述熔盐的总质量，为所述熔盐的温度差。
[0015] 作为本发明第一方面的优选方式，所述根据所述熔化率，计算所述熔盐储热时存储的潜热热量包括：
[0016] 将所述熔盐按其质量进行N等分后，获取任意等分的潜热热量q潜＝K·m·Vi，其中，N趋于正无穷，K为所述熔盐的熔化热，m为所述熔盐中任意等分的质量，ΔVi为该等分的熔化率；
[0017] 获取任意等分的潜热热量后，计算所述熔盐储热时存储的潜热热量其中，M为所述熔盐的总质量，为所述熔盐的熔化率。
[0018] 作为本发明第一方面的优选方式，所述基于所述显热热量和所述潜热热量，确定所述熔盐的储热量包括：
[0019] 将所述显热热量和所述潜热热量相加，得到所述熔盐的储热量。
[0020] 第二方面，本发明还提供一种熔盐储热量的确定装置，包括：
[0021] 获取单元，用于获取熔盐熔化过程中与初始温度的温度差，并根据所述温度差得到所述熔盐的熔化率；
[0022] 计算单元，用于根据所述温度差和所述熔化率，分别计算所述熔盐储热时存储的显热热量和潜热热量；
[0023] 确定单元，用于基于所述显热热量和所述潜热热量，确定所述熔盐的储热量。
[0024] 作为本发明第二方面的优选方式，所述获取单元还用于：
[0025] 根据所述温度差，通过有限元分析方法模拟得到所述熔化率与所述温度差的数值关系，即 其中，为熔化率， 为温度差，A和B均为常数；
[0026] 根据所述数值关系，得到所述熔化率。
[0027] 作为本发明第二方面的优选方式，所述计算单元具体用于：
[0028] 将所述熔盐按其质量进行N等分后，获取任意等分的显热热量q显＝C·m·ΔTi，其中，N趋于正无穷，C为所述熔盐的比热容，m为所述熔盐中任意等分的质量，ΔTi为该等分的温度差；
[0029] 获取任意等分的显热热量后，计算所述熔盐储热时存储的显热热量其中，M为所述熔盐的总质量，为所述熔盐的温度差。
[0030] 作为本发明第二方面的优选方式，所述计算单元还具体用于：
[0031] 将所述熔盐按其质量进行N等分后，获取任意等分的潜热热量q潜＝K·m·Vi，其中，N趋于正无穷，K为所述熔盐的熔化热，m为所述熔盐中任意等分的质量，ΔVi为该等分的熔化率；
[0032] 获取任意等分的潜热热量后，计算所述熔盐储热时存储的潜热热量其中，M为所述熔盐的总质量，为所述熔盐的熔化率。
[0033] 作为本发明第二方面的优选方式，所述确定单元具体用于：
[0034] 将所述显热热量和所述潜热热量相加，得到所述熔盐的储热量。
[0035] 本发明提供了一种熔盐储热量的确定方法及装置，通过获取熔盐在熔化过程中与其初始温度的温度差来表征熔盐储热量，并且经测试，在误差允许的范围内与实际情况符合良好，是一种有效的可以实时监测熔盐储热量的手段，可以方便操作人员实时了解熔盐的储热量，解决了现有技术中无法实时有效地监测光热电站中熔盐储热量的问题。

附图说明

[0036] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037] 图1为本发明实施例提供的一种熔盐储热量的确定方法的流程图；
[0038] 图2为本发明实施例提供的一种熔盐储热量的确定装置的示意图。

具体实施方式

[0039] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0040] 根据本发明实施例，提供了一种熔盐储热量的确定方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0041] 本发明实施例公开了一种熔盐储热量的确定方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：
[0042] 101、获取熔盐熔化过程中与初始温度的温度差，并根据温度差得到熔盐的熔化率；
[0043] 102、根据温度差和熔化率，分别计算熔盐储热时存储的显热热量和潜热热量；
[0044] 103、基于显热热量和潜热热量，确定熔盐的储热量。
[0045] 采用上述实施例，通过获取熔盐在熔化过程中与其初始温度的温度差来表征熔盐储热量，并且经测试，在误差允许的范围内与实际情况符合良好，是一种有效的可以实时监测熔盐储热量的手段，可以方便操作人员实时了解熔盐的储热量，解决了现有技术中无法实时有效地监测光热电站中熔盐储热量的问题。
[0046] 上述实施例中，先采集熔盐熔化过程中在其运行初始状态时的初始温度，然后再采集运行任意一段时间后的温度，其与初始温度的差值即为温度差。通常，初始温度为80℃左右。在实际的运行过程中，熔盐的初始状态是确定的，在表征熔盐的储热量时，也是针对该初始状态而言的。
[0047] 在得到该温度差后，进一步根据该温度差得到熔盐的熔化率。其中，熔盐完全熔化时其熔化率为1，完全凝固时其熔化率为0，部分熔化时其熔化率的值介于0和1之间。
[0048] 然后，根据上述得到的熔盐的温度差，计算得到该熔盐在储热时存储的显热热量。根据上述得到的熔盐的熔化率，计算得到该熔盐在储热时存储的潜热热量。
[0049] 最后，可以基于计算得到的该熔盐储热时存储的显热热量和潜热热量，确定该熔盐的储热量。
[0050] 在上述实施例的基础上，在获取熔盐熔化过程中与初始温度的温度差后，根据该温度差得到熔盐的熔化率包括：
[0051] 根据温度差，通过有限元分析方法模拟得到熔化率与温度差的数值关系，即其中，为熔化率， 为温度差，A和B均为常数；
[0052] 根据该数值关系，得到熔化率。
[0053] 上述实施例中，该数值关系可以运用有限元分析方法，通过fluent软件对熔盐的熔化过程进行模拟，然后对多次模拟结果进行拟合得到。另外，该数值关系中，A和B的具体数值由不同的熔盐材料决定。例如，一种熔盐材料，其密度为1700kg/m3，比热容为1500j/(kg*k)，融化热为170000j/kg，熔点为230℃，将这些参数带入该数值关系中，可得该熔盐的该数值关系中，A＝1.45×109，B＝-0.134。
[0054] 采用上述实施例，可以较方便、准确地得出熔盐在熔化过程中与初始温度的温度差与其熔化率的关系。
[0055] 在上述实施例的基础上，根据获取到的温度差，计算熔盐储热时存储的显热热量包括：
[0056] 将熔盐按其质量进行N等分后，获取任意等分的显热热量q显＝C·m·ΔTi，其中，N趋于正无穷，C为熔盐的比热容，m为熔盐中任意等分的质量，ΔTi为该等分的温度差；
[0057] 获取任意等分的显热热量后，计算熔盐储热时存储的显热热量其中，M为熔盐的总质量， 为熔盐的温度差。
[0058] 采用上述实施例，运用微积分的思想，先将熔盐按其质量进行无穷等分，分别计算每一等分的显热热量，然后将全部等分的显热热量相加，基于获取到的温度差，最终得到该熔盐全部的显热热量。
[0059] 在上述实施例的基础上，根据得到的熔化率，计算熔盐储热时存储的潜热热量包括：
[0060] 将熔盐按其质量进行N等分后，获取任意等分的潜热热量q潜＝K·m·Vi，其中，N趋于正无穷，K为熔盐的熔化热，m为熔盐中任意等分的质量，ΔVi为该等分的熔化率；
[0061] 获取任意等分的潜热热量后 ，计算熔盐储热时存储的潜热热量其 中 ，M 为 熔 盐 的 总 质 量 ，
为熔盐的熔化率。
[0062] 采用上述实施例，运用微积分的思想，先将熔盐按其质量进行无穷等分，分别计算每一等分的潜热热量，然后将全部等分的潜热热量相加，基于得到的熔化率，最终得到该熔盐全部的显热热量。
[0063] 在上述实施例的基础上，基于上述得到的显热热量和潜热热量，确定熔盐的储热量包括：将显热热量和潜热热量相加，得到熔盐的储热量。
[0064] 采用上述实施例，可以直观的反映熔盐在熔化过程中一段时间内的储热量，方便操作人员实时了解熔盐的储热量。
[0065] 根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种熔盐储热量的确定装置，如图2所示，该装置可以包括：
[0066] 获取单元21，用于获取熔盐熔化过程中与初始温度的温度差，并根据温度差得到熔盐的熔化率；
[0067] 计算单元22，用于根据温度差和熔化率，分别计算熔盐储热时存储的显热热量和潜热热量；
[0068] 确定单元23，用于基于显热热量和潜热热量，确定熔盐的储热量。
[0069] 采用上述实施例，通过获取熔盐在熔化过程中与初始温度的温度差来表征熔盐储热量，并且经测试，在误差允许的范围内与实际情况符合良好，是一种有效的可以实时监测熔盐储热量的手段，可以方便操作人员实时了解熔盐的储热量，解决了现有技术中无法实时有效地监测光热电站中熔盐储热量的问题。
[0070] 在上述实施例的基础上，获取单元21还用于：
[0071] 根据温度差，通过有限元分析方法模拟得到熔化率与温度差的数值关系，即其中， 为熔化率， 为温度差，A和B均为常数；
[0072] 根据数值关系，得到熔化率。
[0073] 在上述实施例的基础上，计算单元22具体用于：
[0074] 将熔盐按其质量进行N等分后，获取任意等分的显热热量q显＝C·m·ΔTi，其中，N趋于正无穷，C为熔盐的比热容，m为熔盐中任意等分的质量，ΔTi为该等分的温度差；
[0075] 获取任意等分的显热热量后，计算熔盐储热时存储的显热热量其中，M为熔盐的总质量， 为熔盐的温度差。
[0076] 在上述实施例的基础上，计算单元22还具体用于：
[0077] 将熔盐按其质量进行N等分后，获取任意等分的潜热热量q潜＝K·m·Vi，其中，N趋于正无穷，K为熔盐的熔化热，m为熔盐中任意等分的质量，ΔVi为该等分的熔化率；
[0078] 获取任意等分的潜热热量后，计算熔盐储热时存储的潜热热量其中，M为熔盐的总质量， 为熔盐的熔化率。
[0079] 在上述实施例的基础上，确定单元23具体用于：
[0080] 将显热热量和潜热热量相加，得到熔盐的储热量。
[0081] 上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0082] 在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0083] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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