T/CDHA 505-2022 电加热熔盐储能热力站技术标准

ICS91.140.10

CCSP46

中国城镇供热协会标准CDHA

T/CDHA505『2022

电加热熔盐储能热力站技术标准

Technicalstandardforsubstationwiththermalstorageof

electrical-heatedmoltensalt

2022-06-20发布2022-10-01实施

中国城镇供热协会发布

中国城镇供热协会标准

电加热熔盐储能热力站技术标准

Technicalstandardforsubstationwiththermalstorageof

electrical-heatedmoltensalt

T/CDHA505-2022

主编单位：冀中能源井怪矿业集团有限公司

北京工业大学

批准单位：中国城镇供热协会

施行日期：2022年10月1日

中国建筑工业出版社

2022北京

一主之－－」，.＿

au吕

根据中国城镇供热协会标准化委员会《2019年第一批团体标

准制订计划的通知》（中热协标委会［2019]1号）的要求，标准编

制组在深入调查研究，认真总结实践经验，参考有关标准，并在

广泛征求意见的基础上，编制了本标准。

本标准的主要技术内容：1.总则；2.术语和符号；3.设

t十；4.施工及验收；5.清扫和压力试验；6.运行与维护。

本标准由中国城镇供热协会负责管理，由冀中能源井匠矿业

集团有限公司布北京工业大学负责具体技术内容的解释。执行过

程中如有意见或建议，请寄送冀中能源井匠矿业集团有限公司

（地址：河北省石家庄市井陵矿区井阳路10号，邮编z050100,

邮箱：xiouaytou@）。

本标准主编单位：冀中能源井怪矿业集团有限公司

北京工业大学

本标准参编单位：河北井矿新能源科技有限公司

北京市热力集团有限责任公司

北京市热力工程设计有限责任公司

北京市煤气热力工程设计院有限公司

中国电建集团西北勘测设计研究院

上海厘米时光电热技术有限公司

国家电技集团科学技术研究有限公司

无锡恒业电热电器有限公司

中科院过程工程研究所

国网节能服务有限公司

国泰绿色能源有限责任公司

北京建筑大学

4

本标准主要起草人员：孙伟立马重芳苏建国吴玉庭

崔涛程英坤鹿院卫温士彪

张瑜杜春旭焦新亮汉京晓

肖乐生梁玉辉杨旭自宁

黄云里瓦郁伟彭怀午姚华

张帅高金龙张灿灿陈磊

熊亚选张国强王磊卡令习

赵钧张芳君李燕

本标准主要审查人员：王志峰刘荣赵跃进徐超

崔海亭张建元何诗金翼

5

目次

1总则..........

2术语和符号........................................................….2

2.1术语..............…………..................…...................2

2.二符号.................................………·………...............3

3设计.........……………………4

3.1站址选择……........……….........….........…………….4

3.2系统布置…........…….........………………·……………4

3.3熔盐蓄热量与熔盐量计算，.~~eeee10ceeeeee•~••••……－…………..6

3.4熔盐材料…........…………...............…...................6

3.5熔盐罐…….......……….......……….........…………….7

3.6熔盐罐基础…........………·……........….9

3.7熔盐电加热炉..............………………….10

3.8熔盐泵…….........…........…………..................….13

3.9蒸汽发生器与循环泵......................................…….14

3.10汽水换热器………........….........…….........……….15

3.11管道………........………………..........15

3.12电气系统........………………...............................16

3.13监控系统……………...……........…….17

4施工及验收….................……........…....................…19

Ll一般规定……........……….19

4.2熔盐罐及设备基础…….................….........……·……21

4.3熔盐罐和电加热炉……........….........….22

4.4熔盐泵…........…….........….........….24

4.5蒸汽发生器和汽水换热器........……………..25

4.6管道……........…….........………………·…….........25

6

5清主干住一加条LE验…ququnJquqJqaη八

1和扫力与词名说压试佳、力…验护翩录现EUAU

！！3312清压」子用准文－－－

－－

6本引附运副司quρhU

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7

Contents

1Generalprovisions…........………........................…….1

2Termsandsymbols……….........2

2.1Te口丑S.........……..2

2.2Symbols……..........………..3

3Design…….................….........…….........….........….4

3.1Siteselection…………………4

3.2Systemarrangement4

3.3Calculationofeffecti飞吐ieatdischargecapacityandmolten

saltquantity…………………6

3.4Moltensaltmaterial……........….6

3.5Moltensalttank.••••.••••••••7

3.6Moltensalttankfoundation…9

3.7Moltensaltelectricheatingfurnace…10

3.8Moltensaltpump………….......………........13

3.9Steamgeneratorandcirculationpump…14

3.10Steamwaterheatexchanger…15

3.11Pipes..............……...............……….15

3.12Electricalsystem………·········16

3.13Monitoringsystem…………17

4Constructionandacceptance…19

4.1Generalrequirements…19

4.2Moltensalttankandfoundation…21

4.3Moltensaltelectricheatingfurnace…22

4.4Moltensaltpump…………........……..........24

4.5Steamgeneratorandsteamwat巳rheat巳xchangers……………25

8

4.6Pipes………25

5Cleaningandpressuretest…………………30

5.1Cleaning……………………30

5.2Pressuretest………………31

6Operationandmaintenance··•·······················………….33

Explanationofwordinginthisstandard······•·······………….36

Listofquotedstandards……………….................……….37

Addition:Explanationofprovisions………........………….39

9

1总则

1.0.1为规范电加热熔盐储能热力站的设计、施工及验收和运

行维护，做到技术先进、经济合理、安全适用，制定本标准。

1.0.2本标准适用于为工业生产、建筑供暖和生活热水供热的

电加热双熔盐罐储能热力站的设计、施工及验收和运行维护。

1.o.3电加热熔盐储能热力站的设计、施工及验收和运行维护，

除应执行本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

1

2术语和符号

2.1术语

2.1.1电加热熔盐储能热力站substationwiththermalstor

ageofelectrical•heatedmoltensalt

通过熔盐电加热炉将低温熔盐加热为高温熔盐，储存在高温

熔盐罐中，在其他时段将储存的热能释放出来，用于工业生产、

建筑供暖和供生活热水的综合体。简称熔盐储能热力站。

2.1.2熔盐moltensalt

由硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、卤化物等组成的无机

盐，能在加热到一定温度后形成离子熔体的材料。

2.1.3熔盐罐moltensalttank

用于存放熔盐的容器，存放加热后的高温熔盐为高温熔盐

罐，存放换热后的低温熔盐为低温熔盐罐。

2.1.4熔盐电加热炉moltensaltelectricheatingfurnace

采用电能将低温熔盐加热至高温熔盐的装置。

2.1.5蒸汽发生器steamgenerator

以高温熔盐为热媒，将水加热为蒸汽的热交换装置。

2.1.6谷电valleyelectricity

用电价格计费较低时间段供应的电能。

2.1.7有效放热量effectiveheatrelease

熔盐储能系统在放热阶段释放的可有效利用的热量总和。

2.1.8高径比height-diameterratio

熔盐罐内部高度与内径之比。

2.1.9面容比surfacetovolumeratio

熔盐罐整体表面积与容积的比值。

2

口可

2.2符

b一－；榕盐罐容职富裕系数；

Cs熔盐平均比热容；

d管道内径；

Gh一二高温熔盐泵流量；

G厂一低温熔盐泵流量：

h1一一一熔盐管内流动的沿程阻力p

h一一熔盐附加格量系数；

J→－管道长度；

ms二＇.，眩盐量：

N一一熔盐、电加热炉功率；

Qd一一一有效放热量：

Qmax供热总负荷；

Qs炜盐蓄热量；

Re熔盐的雷诺数；

今卜一一高低温熔盐罐温差；

V→→－熔盐罐容积；

v--一熔盐流速；

卢二一流量富裕系数；

p一→最高蓄热温度下的熔盐密度；

rg一一谷电时长或弃风弃光时长；

？一一蓄热系统热效率；

k摩擦阻力系数。

3

3设计

3.1站址选择

3.1.1熔盐储能热力站的站址选择应根据土地利用规划、城镇

总体规划、城区供热规划、供电规划，并结合环境条件、建设条

件等因素，经技术经济比较确定。

3.1.2当熔盐储能热力站为所在区域独立热源时，应靠近热负

荷中心；当与其他热源并联运行时，应靠近热源厂或其对外供热

的管网。

3.1.3站址应避开自然地形复杂、自然坡度较大的地段及重点

保护的文化遗址和风景区。

3.1.4站址标高应满足防洪要求，并应有可靠的防洪排涝措施。

3.1.5站址附近应有完善的市政配套设施，并应有可靠的水源。

3.1.6站址周边应有满足熔盐储能热力站运行的可靠电源，并

应采用双回路供电。

3.1.7熔盐储能热力站不宜布置在居民区内。当布置在居民区

内时，应进行安全评估。

3.2系统布置

3.2.1熔盐储能热力站由高温熔盐罐、低温熔盐罐、熔盐电加

热炉、蒸汽发生器、高温熔盐泵、低温熔盐泵、配套管路、控制

系统等组成（图3.2.1)。

3.2.2高、低温熔盐罐所在的储热区应独立布置，所在防护堤

范围内同一平面不应再布置其他设备。

3.2.3当熔盐罐露天布置时，储热区四周应设置不燃性实体防

护堤，并应符合下列规定：

1防护堤高度相对堤内平面不应小于lm，防护堤内有效净

4

8

i

一门

V

图3.2.l熔盐储能热力站系统组成示意

I一电气、监控系统；2→熔盐电加热炉；3一低温；恪盐泵；4低温：熔盐管道；

5一蒸汽发生器；6一高温熔tr..泵；7一高温熔盐管道；8仪表（液位汁、温度

计）;9一蒸汽补水管路：10－循环水进水管路；11－蒸汽管路；12循环泵；

13一循环水出水管路；14汽水换热器；15用蒸汽端；16高温熔盐罐；17

低温熔盐罐；18供热端；19一补水管道；20一电加热器；21一冷凝水蓄水箱

容积不应小于堤内最大单罐容积；

2防护堤强度应能阻挡单罐容积熔盐泄漏时的冲击；

3防护堤内应设置安全疏散楼梯，且不应少于2个。

3.2.4变配电设备应靠近熔盐罐储热区布置，但与高温熔盐罐

和熔盐电加热炉的距离不应小于5mo

3.2.5当→个储热区布置两个及以上熔盐罐时，蒸汽发生器和

熔盐电加热炉应布置在两个罐体之间的钢架平台上。

3.2.6布置熔盐泵、蒸汽发生器、熔挂电加热器的区域应留有

设备维护检修空间，检修空间应根据设备的尺寸参数确定。

3.2.7起重装置的设置应符合现行行业标准《城镇供热管网设

计标准》CJJ/T34的有关规定。

5

3.3熔盐蓄热量与蟠盐量计算

3.3.1有效放热量与熔盐量应根据热负荷、谷电时长、设备热

效率、管网热损失及用热特点等进行计算，并符合下列规定：

1有效放热量宜满足ld的非谷电时长内的设计热负荷；

2蓄热设备的蓄热和放热特性应满足供热系统的需求。蓄

热时段内应能完成设计有效放热量的存储。放热时段的有效放热

量和放热速率应满足热负荷需求，且供热温度与压力应稳定。

3.3.2设计热负荷应按国家现行标准《民用建筑供暖通风与空

气调节设计规范》GB50736、《工业建筑供暖通风与空气调节设

汁规范》GB50019和《城镇供热管网设计标准》CJJ/T34的有

关规定确定。工业生产热负荷应按实际调研数据确定。

3.3.3一个蓄放热循环周期内的熔盐蓄热量应按下式计算：

Qs二•Qd(3.3.3)

η

式中：Qs一一－熔盐蓄热量（kJ);

Qd一一－有效放热量CkJ);

旷→→蓄热系统热效率（%），可取90%0

3.3.4系统所需的熔盐量应按下式计算：

m一旦土旦旦旦(3.3.4)

-Cs×!:::,.t

式中：ms←÷→熔盐量（kg);

Qs一一一熔盐蓄热量（kJ);

cs－一一熔盐平均比热容〔kJ/(kg·K)];

/::::,.t高、低温熔盐罐温差CK);

k熔盐附加裕量系数，可取0.2~0.30

3.4熔盐材料

3.4.1熔盐在常压下的熔点应低于150℃，分解点应高于

450。C。

6

3.4.2熔盐应为元毒、无放射性、不燃材料。熔盐应具有较低

的腐蚀性，焊接点的碳钢试样在300℃熔盐中、浸泡、焊接点的不

锈钢试样在400。℃熔盐浸泡的腐蚀速率均应小于lOOtJm／年。

3.4.3熔盐的物理化学性能应稳定，随着使用年限的增加，蓄

热系统热效率不应有较大变化。

3.4.4熔盐材料应选择杂质含量低的熔盐。

3.5熔盐罐

3.5.1熔盐罐容积应符合下列规定：

1低温熔盐罐与高温熔盐罐的容积应相同；

2熔盐罐容和、应按高温熔盐睡确定．并应按下式？十算：

V=b×旦旦(3.5.1)

p

式中：V熔盐罐容积（m3);

b一一一熔盐罐容积富裕系数，b二三1.2;

ms熔盐量（kg);

F一一一最高蓄热温度下的熔盐密度Ckg/m3）。

3.5.2熔盐罐罐体设计应符合下列规定：

1罐体设计使用寿命应大于或等于30年；

2罐体采用立式圆筒形结构时，高径比不应大于1，并应

具有较小的面容比；

3当；熔盐蓄热温度低于400℃时．罐体材质宜选用Q355R

低合金钢或Q245R优质联素钢；当熔盐蓄热温度高于或等于

400℃时，罐体材质宜根据温度选择S30408或S31608及以上牌

号的不锈钢；

4罐壁厚度应根据设计压力、设计温度确定，并应考虑使

用年限和腐蚀速率；罐体顶部应采用加强结构，并应满足设各安

装和检修的各类塑荷载；

5熔盐罐顶部应设置熔盐泵安装的支撑结构；

6熔盐罐与其附属管道、设备的距离应考虑熔盐罐的热膨

7

胀间隙；

7当熔盐罐直径大于Sm时，罐体应采用圈焊接。

3.5.3熔盐罐底部应均匀布置电加热器，并应符合下列规定：

1电加热器最小功率应能将熔盐罐内的熔盐在谷电或要求

时间段内加热到熔盐熔点50℃以上；

2电加热器应为套管结构，成放射形安装在罐壁上，沿径

向伸入到熔盐罐中心附近，但不应过于接近；套管靠近罐体中心

部位应预留足够的膨胀间隙；

3套管应浸没在最低液面之下，套管与罐底的垂直净距应

小于0.Sm，并应从底部进行滑动支撑；

4套管的壁厚应根据熔盐罐的设计压力（含熔盐液柱静

压）、设计温度进行负压强度计算，并应按现行国家标准《压力

容器第1部分：通用要求》GB150.1、《压力容器第2部

分：材料》GB150.2和《压力容器第3部分：设计》GB

150.3的有关规定执行；套管壁厚不应小于4mm;

5套管材质应与熔盐罐体材质一致，套管与熔盐罐罐壁应

采用焊接连接；

6每根电加热器内部的测温元件不应少于2个。

3.5.4熔盐罐顶部侧边应设置通气孔，且直径应与熔盐管道直

径一致。通气孔应设置3目～4日的钢丝网。

3.5.5熔盐罐顶部应设置直径不小于500mm的人孔，人孔的

公称压力不应小于PN6.0，人孔应设置法兰盖0

3.5.6熔盐罐应设置熔盐温度传感器，并应符合下列规定：

1应设置一高一低2个熔盐温度监测点；

2温度监测点应靠近罐内壁附近，并沿轴向设置；

3低处熔盐温度监测点距罐底应小于300mmo

3.5.7熔盐罐应设置熔盐液位传感器。

3.5.8熔盐罐整体应进行保温，并应符合下列规定：

1熔盐罐保温应符合现行国家标准《设备及管道绝热设计

导则》GB/T8175的有关规定；

8

2熔盐罐顶保温层应能承受检修维护时的临时荷载；

3保温层外应加一层金属保护层，保护层应具有保护保温

层和防水的性能。

3.6熔盐罐基础

3.6.1熔盐罐基础的结构相使用的材料应按国家现行标准《钢

制储罐地基基础设计规范》GB50473和《石油化工钢储罐地墓

与基础设计规过》SH/T3068的有关规定执行。

3.6.2罐体主要础结构从下到上依次为某土垫层、钢筋混凝土保

护层及被动冷却管（无缝管人J;j~墙基础（耐火砖绝缘层人保温

层（泡沫玻璃层、硅酸铝纤维毡层、轻质隔热砖层）和砂垫层

（图3.6.2）。

35

回3.6.2罐体基础结构

1←砂垫！罢；2一硅酸铝纤维毡层：2一泡沫玻璃层：4一被动怜却管；

5一环墙基础；6钢筋混凝土保护层＇7基士垫j三

3.6.3熔盐罐基础各层结梅参数应根据所受静荷载及罐体附属

设备动荷载、风荷载等确定，并应考虑热影响。

3.6.4熔盐罐基土垫层应采用钢筋1~凝土结构。

3.6.S钢筋i昆凝土保护层应采用耐火水泥棍凝土，厚度不应小

于被动冷却管直径加lOOmmo

3.6.6被动冷却管应符合下列规定：

1被动冷却管材质应选用碳钢元缝钢管，管壁厚不应小于

9

2mm;

2被动冷却管的数量应根据基础尺寸及散热要求确定，正

常运行时，钢筋混凝土保护层的温度应低于90℃；

3被动冷却管应均匀布置，其间距可为0.5m~1.Om。

3.6.7环墙基础为保温层的承重外圈，墙体应使用耐火砖砌筑。

承重外圈主要承担熔盐罐及罐中熔盐的重量，外圈的厚度应根据

罐体的荷载确定。

3.6.8环墙基础外墙应进行保温，环墙基础层保温后周边表面

温度不应高于环境温度50℃。

3.6.9保温层从上至下应分别是轻质隔热砖层、硅酸铝纤维毡

层、泡沫玻璃层。各保温层厚度应根据散热要求和荷载计算确

定，保护层底部温度最高不应超过90℃。

3.6.10砂垫层厚度应根据熔盐罐直径确定，可取50rnm～

lOOmr丑

3.7熔盐电加热炉

3.7.1熔盐电加热炉的布置应满足系统工艺流程及运行检修要

求，并应符合下列规定：

1熔盐电加热炉安装在室内时，应设置强制通风；

2各类防护罩、盖、栏、护板等安全设施应完备可靠；

3工艺设备标识、仪表、阀门、开关等应处于醒目位置，

且应方便人员巡检操作；

4高温管路及设备应设置高温警示标识；

5熔盐电加热炉外壳应进行保温，保温材料应使用不燃材

4ffbl

6电热元件及其他用电设施的安全应符合有关标准的规定。

3.7.2熔盐电加热炉应由壳体、电热元件、温度监测装置及液

位监测装置组成。电加热炉温度控制宜采用可控硅调功控制。

3.7.3熔盐电加热炉的壳体强度和材料应按现行国家标准《压

力容器第3部分：设计》GB150.3的有关规定执行。

10

3.7.4熔盐电加热炉的金属电热管应符合现行行业标准《金属

管状电热元件》JB/T2379的有关规定。

3.7.5熔盐电加热炉及罐区的防雷应符合现行国家标准《石油

化工装置防雷设计规范》GB50650的有关规定。

3.7.6熔盐电加热炉宜采用直通式熔盐电加热炉，熔盐电加热

炉功率应按下式计算：

N=Q…x(3.7.6)

3600τE×η

式中：N←←熔盐电加热炉功率CkW);

τg谷电时长或弃风弃光时长Ch);

Qmax一一最大日供热总负荷CkJ);

η一一’蓄热系统热效率（%），可取90%。

3.i.i；；在盐电加热炉的炉体马构形式应为困筒形结构，低温熔

盐进口应设置在底部，高温熔盐出口应设置在加热器上部。进出

口处应安装温度传感器，并宜在进口处设置防冲板。

3.7.8熔盐电加热沪内部流速应满足熔盐最低使用温度进入到

最高使用温度流出，炉内可设置折流板等强化传热装置。

3.7.9熔盐加热炉进口和｜出口之间的压降不应大子50kPao

3.7.10熔盐电加热炉应进行保温。保温材料可采用硅酸铝棉、

气凝胶等低导热系数材料，保温外护壳可采用铝板、镀辞铁板等

材料。保温后外表面温度应低于50℃。

3.7.11熔盐电加热炉炉体材质应符合表3.7.11的规定。

表3.7.11妒体材质

使用温度T（℃）材质

T<400不低于Q35SR低合金钢

400<T宅；soo不低于S30408或出1608

500＜了《GOO不低于S34778

3.7.12熔盐电加热炉的电热元件发热段应浸没在熔盐液面以

下，并应符合下列规定：

11

1电热元件接线盒的防护等级应大于或等于IP65;

2在不拆卸固定板的情况下，电热元件应能进行更换；

3电热元件换热管壳材质应符合表3.7.121的规定；

表3.7.12-1电热元件换热管壳材质

使用温度T（℃）材质

T＂°＇二400不低于S30408

400<"T运600不低于S31608、S31008、S34778

4电热元件电阻丝应采用镰铝合金；

5电热元件绝缘材料可采用高纯氧化模、氧化知、氮化时：、

氮化珊等高介电强度绝缘粉末；

6电热元件表面负荷不应大于2W/cm2;

7电热元件的功率允许偏差应为υ～4%;

8电热元件冷态耐压测试值应按表3.7.12-2的规定执行；

表3.7.12-2电热元件冷态耐压测试值

使用电压Vb(V)耐压测试值CV)

25l<Vb<6001000十3Vb

600<Vb2000十2.25Vb

9电热元件冷态绝缘电阻测试值应大于或等于1000MDo

3.7.13熔盐电加热炉升压时间应按表3.7.13的规定执行。

表3.7.13熔盐电加热炉升压时闽

使周电压Vb(V)升压时间（s)

380<Vb<600主10

600<Vb二＂＇＇15

3.7.14温度控制系统应具备减小对电网冲击的功能。

3.7.15温度控制装置应具备单支电热元件的故障检测功能，并

应具备远程显示和报警功能。

3.7.16熔盐电加热炉内，应在熔盐进口管靠近罐体位置及熔盐

12

出口管靠近罐体位置安装温度传感器，且应按2根进行冗余配

置。

3.7.17电热元件与熔盐电加热炉孔的间隙应用石棉绳填实，熔

盐最高液面不应低于元件加热的有效高度，元件有效高度应有红

线标志。接入电热元件的电缆线均应有耐高温阻燃外套防护软

管。