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熔盐储能在新型电力系统中应用现状与发展趋势

摘要：储能是新型电力系统的关键核心技术，熔盐储能作为一种

中高温传热蓄热方法，因具有储能密度高、稳定性好等优点，广泛应

用于太阳能光热系统、调峰调频、绿电消纳等新能源领域。但目前对

熔盐储能系统中的核心部件如储罐、熔盐电加热器、熔盐换热器等设

备的研普遍基于太阳能热发电技术的需求开展，针对其他应用场景

的研尚不够充分。

在不同应用场景下，熔盐的使用温度区间、加热及换热方式都有

区别。概述了熔盐储能关键技术的研现状和技术成果，研了熔盐

储能技术的发展路径，提出了其在新型电力系统中的应用领域，并针

对不同应用场景，提出了相应的熔盐选型参数、储罐及换热器类型。

引言：“双碳”背景下，构建新型电力系统是保障我国能源安全

的战略任务。光伏光热、风电水力等新能源存在间歇性和不稳定性,

易造成能源供需不匹配，需要配合储能技术。熔盐储热是一种安全水

平较高的储能方式，利用硝酸盐等熔盐作为传热介质，通过熔盐的储

热和放热循环来存储和放出能量，实现能量的有效迁移。

熔盐储能的关键核心技术和设备包括熔盐、电加热器、储罐以及

换热器等，广泛应用在以下3个方向：太阳能光热发电、耦合火电机

组调峰调频、耦合新能源绿电供热。表1为熔盐储能不同应用场景对

比。针对不同应用场景，熔盐的使用温度区间和换热过程均有较大差

异。现阶段以解决光热电站的技术需求为主，针对熔盐储能耦合火电

机组调峰调频、绿电供热等领域的系统性研严重不足。

表1熔盐储能不同应用场景对比

Tab.lDilTerentapplicationscenariosofmoltensaltenergy

storagetechnologies

应用场景熔盐使用温度区间/C换热过程

光热发电系统29A565馋盐-蒸汽

隅合火电机组熔盐-蒸汽、蒸汽-熔盐、

140^650

调峰调频电-缁盐

绿电供热140-450熔盐-蒸汽、电-熔盐

1、熔盐储能关键技术

现有熔盐的选型主要为耐高温熔盐和低熔点盐。耐高温熔盐如技

术成熟的Solar盐，最高工作温度达565°C,适合于高参数光热发电

或火电机组储热调峰系统。低熔点盐通常为多元混合盐，熔点低于

240°C,如工程中常用的Hitec盐等，能降低熔盐凝固的风险，适用

于较低参数的系统。

熔盐储罐主要有单罐、双罐、多罐系统。单罐熔盐储能系统结构

简单，成本较低，适用于小面积生活供暖等领域，但存在斜温层导致

蓄热效率降低的问题［1］。双罐系统包含冷罐与热罐，通过冷热熔盐

分离并在2罐中循环换热，避免了斜温层问题，技术风险也相对较低。

在双罐的基础上还可进一步增加储罐数量，形成多罐系统，增大储热

量。如哈密50MW熔盐塔式光热发电项目首创了双热罐、一冷罐的系

统配置，提高了机组的可靠性和灵活性。

实现大规模熔盐储能的关键是兼具低成本、可实施性的高电压等

级熔盐电加热器的研发。目前，熔盐电加热器主要有电阻式、电极式、

感应式3种形式。现有技术普遍为380V或690V的低压电阻式加热

器，主要应用于光热发电场景。若用于电加热熔盐的场景如绿电供热,

则存在高压绿电输入与低压加热器不匹配而产生较高变电成本的问

题。目前，市面上总体缺乏成熟的高电压熔盐加热器。

传统的熔盐换热器有管壳式换热器和套管式换热器。管壳式换热

器是目前熔盐换热器的主要形式，许多研者已通过实验和计算给出

了推荐的管程、壳程换热关联式［2-3］,对其传热特性进行了数学描

述。套管式换热器具有结构简单、能耐高压的优点，在工程中也有应

用。

与上述传统换热器相比，以印刷电路板换热器为代表的紧凑式换

热器效率高且