一種新型光熱電站儲(chǔ)熱裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型光熱電站儲(chǔ)熱裝置，包括儲(chǔ)熱裝置和至少兩個(gè)換熱裝置，儲(chǔ)熱裝置包括高溫混凝土、保溫板、保溫箱，換熱裝置包括進(jìn)口閥、進(jìn)口管、換熱管、出口管、出口閥，換熱管設(shè)置在儲(chǔ)熱裝置兩端，進(jìn)口管和出口管分別設(shè)置在設(shè)置在兩端的換熱管上，進(jìn)口管和出口管上分別設(shè)置有進(jìn)口閥和出口閥，用于熱量轉(zhuǎn)換。本發(fā)明整個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模塊化、成本低、無(wú)毒無(wú)污染、易制造成大規(guī)模的儲(chǔ)熱系統(tǒng)，熱容量大、熱導(dǎo)率高、儲(chǔ)熱速度快、化學(xué)性能穩(wěn)定、放熱性能穩(wěn)定。
【專利說(shuō)明】一種新型光熱電站儲(chǔ)熱裝置
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種儲(chǔ)熱裝置，特別是一種新型光熱電站儲(chǔ)熱裝置。

【背景技術(shù)】
[0003]太陽(yáng)能光熱電站是繼太陽(yáng)能光伏電站后的一種新的太陽(yáng)能利用形式，它是通過集熱器將太陽(yáng)光中的熱量聚集起來(lái)，然后用導(dǎo)熱介質(zhì)將熱量置換出來(lái)并產(chǎn)生高溫高壓水蒸氣，推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。
[0004]儲(chǔ)熱裝置是光熱電站中重要組成部分，它是將白天集熱器聚集的過多熱量存儲(chǔ)起來(lái)，在陰雨天或晚上無(wú)太陽(yáng)能熱時(shí)將熱量釋放出來(lái)，保證高溫高壓水蒸氣連續(xù)供應(yīng)，汽輪機(jī)24小時(shí)工作發(fā)電。
[0005]目前，太陽(yáng)能儲(chǔ)熱有三種形式，顯熱儲(chǔ)熱、相變儲(chǔ)熱、化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)熱，且都處于試驗(yàn)階段。顯熱儲(chǔ)熱是利用材料本身的比熱進(jìn)行儲(chǔ)熱，材料熱容大、成本低、熱導(dǎo)率高、化學(xué)性能穩(wěn)定，但放熱過程溫度不溫度；相變儲(chǔ)熱是利用材料相變時(shí)的熱效應(yīng)進(jìn)行儲(chǔ)熱，材料儲(chǔ)熱密度大、溫度高、熱溫度性好，但導(dǎo)熱率低、成本高、有毒、對(duì)容器有腐蝕、容器難加工；化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)熱是利用材料化學(xué)反應(yīng)時(shí)的熱效應(yīng)進(jìn)行儲(chǔ)熱，熱循環(huán)效率低、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用高、難以形成大規(guī)模的儲(chǔ)熱系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的:提供一種新型光熱電站儲(chǔ)熱裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單模塊化、成本低、無(wú)毒無(wú)污染、易制造成大規(guī)模的儲(chǔ)熱系統(tǒng)，熱容量大、熱導(dǎo)率高、化學(xué)性能穩(wěn)定、放熱性能穩(wěn)定。
[0007]技術(shù)方案:本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:一種新型光熱電站儲(chǔ)熱裝置，包括儲(chǔ)熱裝置和換熱裝置；儲(chǔ)熱裝置包括高溫混凝土、保溫板和保溫箱；換熱裝置包括進(jìn)口閥、進(jìn)口管、換熱管、出口管和出口閥。
[0008]作為優(yōu)化，所述高溫混凝土為條狀，長(zhǎng)度可以隨意模塊化變化。
[0009]作為優(yōu)化，所述換熱管采用獨(dú)特的蛇形肋片和六邊形模塊布置設(shè)計(jì)。
[0010]工作原理:當(dāng)光熱電站熱富余時(shí)，閥門打開，傳熱介質(zhì)如導(dǎo)熱油流經(jīng)光熱電站儲(chǔ)熱裝置中換熱管，將高溫?zé)崃總鬟f到高溫混凝土存儲(chǔ)起來(lái)，高溫混凝土熱飽和閥門自動(dòng)關(guān)閉；當(dāng)在晚上或陰雨等需要熱量的時(shí)，閥門再次打開，冷的導(dǎo)熱油流經(jīng)換熱管將高溫混凝土存儲(chǔ)的高熱量置換出來(lái)產(chǎn)生高溫高壓水蒸氣，供汽輪機(jī)工作發(fā)電。
[0011]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比:采用高溫混凝土作為儲(chǔ)熱材料，有著儲(chǔ)熱量大、傳熱率高、造價(jià)低、溫度性能穩(wěn)定、無(wú)腐蝕和凝固結(jié)凍等特點(diǎn)；采用換熱管作為換熱裝置，是高溫混凝土和導(dǎo)熱介質(zhì)的交換裝置，其采用獨(dú)特的蛇形肋片和六邊形模塊布置設(shè)計(jì)，具有高的熱置換能力；采用保溫箱是對(duì)高溫混凝土進(jìn)行保溫，減少其與環(huán)境熱輻射。本發(fā)明整個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單模塊化、成本低、無(wú)毒無(wú)污染、易制造成大規(guī)模的儲(chǔ)熱系統(tǒng)，熱容量大、熱導(dǎo)率高、儲(chǔ)熱速度快、化學(xué)性能穩(wěn)定、放熱性能穩(wěn)定。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明換熱管的結(jié)構(gòu)詳圖及儲(chǔ)熱裝置的斷面結(jié)構(gòu)詳圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]如附圖1和附圖2所示一種新型光熱電站儲(chǔ)熱裝置，包括儲(chǔ)熱裝置和換熱裝置；儲(chǔ)熱裝置包括高溫混凝土、保溫板和保溫箱；換熱裝置包括進(jìn)口閥、進(jìn)口管、換熱管、出口管和出口閥。
[0014]整個(gè)工作過程如下，當(dāng)太陽(yáng)能光熱電站熱富余時(shí)，控制器進(jìn)口閥21、出口閥25打開，高溫傳熱介質(zhì)如導(dǎo)熱油流進(jìn)進(jìn)口管22，進(jìn)口管22為一總管，它通過法蘭或焊接一端與進(jìn)口閥21連接、另一端與換熱管23連接；再流經(jīng)每根換熱管23，它采用鋼管，管內(nèi)外壁面保持光滑，表面焊有薄壁金屬蛇形肋片，金屬蛇形肋片起加強(qiáng)換熱效率和加強(qiáng)混凝土強(qiáng)度的作用，整根管埋在高溫混凝土中；高溫導(dǎo)熱油將熱量傳遞給高溫混凝土，達(dá)到熱平衡后流出出口管24、出口閥25 ;高溫混凝土主要采用礦渣水泥(密度2960kg/m3，350° C時(shí)比熱為980J/kg.K，熱導(dǎo)率為1.5ff/m.k)，里面均勻添加5%的石墨或鋁基金屬微粒，經(jīng)模擬得高溫混凝土的熱導(dǎo)率提高至2.5ff/m.k，350° C時(shí)比熱為1700J/kg.K，耐火度1000° C，存儲(chǔ)溫度達(dá)到400° C以上，這是由于石墨或鋁基金屬微粒是以彌散態(tài)存在，可大致認(rèn)為此時(shí)的混凝土熱導(dǎo)各向同向，而在傳熱中可認(rèn)為熱導(dǎo)各向異性，在半徑方向熱導(dǎo)率最大，與儲(chǔ)熱熱流方向一致，石墨或鋁基金屬微粒導(dǎo)熱性能得到充分利用；高溫混凝土 11外面覆蓋有保溫板12、保溫箱13，減少高溫混凝土 11與環(huán)境的熱輻射，保溫板12采用硅酸鋁板等保溫材料，保溫箱13為雙層真空保溫薄壁箱，內(nèi)壁有加強(qiáng)筋支撐；出口管24通過法蘭或焊接一端與換熱管23連接、另一端與出口閥25連接。當(dāng)在晚上或陰雨等需要熱量的時(shí)，進(jìn)口閥21、出口閥25打開再次打開，低溫導(dǎo)熱油流經(jīng)換熱管23，將存儲(chǔ)在高溫混凝土 11中的熱量置換出來(lái)，變成高溫導(dǎo)熱油，然后換熱成高溫高壓水蒸氣，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)工作發(fā)電。
[0015]換熱管23錯(cuò)開布置在高溫混凝土 11中，每根換熱管23與四周的高溫混凝土 11形成一個(gè)正六邊形單元，每根金屬肋片朝向正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn)。由于金屬肋片的熱導(dǎo)率遠(yuǎn)大于混凝土的熱導(dǎo)率，且溫差很小，此結(jié)構(gòu)布置經(jīng)模擬得熱導(dǎo)率達(dá)到5.6ff/m.k ;經(jīng)數(shù)百次充放熱循環(huán)后換熱管23與高溫混凝土 11結(jié)合良好。
[0016]該裝置中的高溫混凝土為條狀，長(zhǎng)度可以隨意模塊化變化，具體根據(jù)光熱電站儲(chǔ)熱換熱量設(shè)計(jì)而得。整個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單模塊化、成本低、無(wú)毒無(wú)污染、易制造成大規(guī)模的儲(chǔ)熱系統(tǒng)，熱容量大、熱導(dǎo)率高、儲(chǔ)熱速度快、化學(xué)性能穩(wěn)定、放熱性能穩(wěn)定。
【權(quán)利要求】
1.一種新型光熱電站儲(chǔ)熱裝置，其特征在于:包括儲(chǔ)熱裝置(I)和換熱裝置(2);儲(chǔ)熱裝置(I)包括高溫混凝土(11)、保溫板(12)和保溫箱(13 );換熱裝置2包括進(jìn)口閥(21)、進(jìn)口管(22)、換熱管(23)、出口管(24)和出口閥(25)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型光熱電站儲(chǔ)熱裝置，其特征在于:所述高溫混凝土(11)為條狀，長(zhǎng)度可以隨意模塊化變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型光熱電站儲(chǔ)熱裝置，其特征在于:所述換熱管(23)采用獨(dú)特的蛇形肋片和六邊形模塊布置設(shè)計(jì)。
【文檔編號(hào)】F28D20/00GK104344756SQ201310317359
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】錢弢, 徐忠, 鄧平, 王皓天, 陸志平 申請(qǐng)人:國(guó)電新能源技術(shù)研究院, 國(guó)電光伏有限公司