本實(shí)用新型涉及一種用于在熱電廠中進(jìn)行儲(chǔ)熱的裝置，具體的說(shuō)是一種熱電廠大容量中溫相變儲(chǔ)熱放熱裝置。

背景技術(shù)：

我國(guó)的“三北地區(qū)”電源結(jié)構(gòu)中熱電、風(fēng)電占據(jù)很高的比例，然而風(fēng)電與熱電并沒有實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展，存在著嚴(yán)重的“風(fēng)熱沖突”。一方面，三北地區(qū)的供熱季長(zhǎng)達(dá)半年以上，電力系統(tǒng)中存在大量的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組用于冬季的供熱需求。熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組運(yùn)行在“以熱定電”模式下，其發(fā)電出力受冬季供熱負(fù)荷的制約很大。尤其在供熱季的夜間，供電負(fù)荷處于低谷時(shí)期，但供熱負(fù)荷卻處于高峰時(shí)期。此時(shí)為保證供熱負(fù)荷的需求，電力系統(tǒng)中的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組都處于高出力運(yùn)行狀態(tài)，因此極大的壓縮了風(fēng)電機(jī)組的出力空間，造成了大量的風(fēng)電棄風(fēng)。另一方面，風(fēng)電具有典型的反調(diào)峰特性，表現(xiàn)為白天出力較低、夜晚出力較高；冬季平均出力較高、夏季平均出力較低。這兩方面原因?qū)е铝恕叭钡貐^(qū)”棄風(fēng)現(xiàn)在嚴(yán)重。

在風(fēng)電資源豐富的三北地區(qū)，供熱季長(zhǎng)達(dá)半年以上，電力系統(tǒng)中存在大量的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組用于冬季的供熱需求。熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組運(yùn)行在“以熱定電”模式下，其發(fā)電出力受冬季供熱負(fù)荷的制約很大。尤其在供熱季的夜間，供電負(fù)荷處于低谷時(shí)期，但供熱負(fù)荷卻處于高峰時(shí)期。此時(shí)為保證供熱負(fù)荷的需求，電力系統(tǒng)中的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組都處于高出力運(yùn)行狀態(tài)，因此極大的壓縮了風(fēng)電機(jī)組的出力空間，造成了大量的風(fēng)電棄風(fēng)。如果在電源側(cè)的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組中加入大容量?jī)?chǔ)熱系統(tǒng)，打破“以熱定電”的剛性約束，可以有效提高熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的調(diào)節(jié)能力，增強(qiáng)電力系統(tǒng)的靈活性，從而提高系統(tǒng)風(fēng)電消納能力。

為了打破“熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組‘以熱定電’的電－熱剛性耦合方式”，提高熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的調(diào)節(jié)能力，現(xiàn)有技術(shù)中有將熱量進(jìn)行儲(chǔ)存的儲(chǔ)熱系統(tǒng)。但是現(xiàn)有的儲(chǔ)熱系統(tǒng)采用的是U形的管式壓力容器，壓力容器兩端采用橢圓形封堵頭水室的結(jié)構(gòu)，上述現(xiàn)有的儲(chǔ)熱系統(tǒng)為壓力容器，體積較大，難以運(yùn)輸，制作成品高。同時(shí)，現(xiàn)有儲(chǔ)熱系統(tǒng)所有傳熱翅片管內(nèi)流體的流向是相同的，這樣造成儲(chǔ)熱裝置進(jìn)口與出口端的溫度不一致，例如在放熱過(guò)程中，有的區(qū)域相變材料已凝固，有的區(qū)域仍為液態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的第一目的是為了克服背景技術(shù)的不足之處，而提供一種熱電廠大容量中溫相變儲(chǔ)熱放熱裝置。

本實(shí)用新型的第二目的是為了克服背景技術(shù)的不足之處，而提供這種熱電廠大容量中溫相變儲(chǔ)熱放熱裝置的儲(chǔ)熱放熱方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述第一目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：熱電廠大容量中溫相變儲(chǔ)熱放熱裝置，其特征在于：包括閉式循環(huán)系統(tǒng)，所述閉式循環(huán)系統(tǒng)包括閉式循環(huán)泵、儲(chǔ)熱加熱器、儲(chǔ)熱裝置和放熱冷卻器，所述儲(chǔ)熱加熱器的輸出端和放熱冷卻器的輸出端均與儲(chǔ)熱裝置的輸入端連接，所述儲(chǔ)熱加熱器的輸入端和放熱冷卻器的輸入端均與第一流量測(cè)量裝置的輸出端連接；所述儲(chǔ)熱裝置的輸出端依次與閉式循環(huán)泵和第一流量測(cè)量裝置連接，第一流量測(cè)量裝置和儲(chǔ)熱加熱器之間安裝有第一閥門，第一流量測(cè)量裝置和放熱冷卻器之間安裝有第二閥門；所述放熱冷卻器上安裝有供水管道和回水管道，回水管道上安裝有流量測(cè)量裝置，儲(chǔ)熱加熱器上安裝有蒸汽管道和安全閥。

在上述技術(shù)方案中，所述儲(chǔ)熱裝置包括支撐架，和多個(gè)依次連接并整體呈一字型的安裝在支撐架上的集裝箱，集裝箱內(nèi)放置有儲(chǔ)熱腔室，儲(chǔ)熱腔室頂部安裝有將所述儲(chǔ)熱腔室頂部密封的蓋板，每個(gè)集裝箱的外殼上均安裝有滑動(dòng)銷，每個(gè)儲(chǔ)熱腔室內(nèi)均安裝有兩組換熱管組，每組換熱管組均包括呈橫向布置的放熱管和呈橫向布置的儲(chǔ)熱管，有放熱總管和儲(chǔ)熱總管安裝于集裝箱上方，且所有放熱管均與所述放熱總管連接，所有儲(chǔ)熱管均與所述儲(chǔ)熱總管連接，位于同一組的放熱管和儲(chǔ)熱管之間連接有多個(gè)呈縱向布置翅片管，位于不同組的翅片管在儲(chǔ)熱腔室內(nèi)呈相鄰布置，且相鄰兩個(gè)翅片管內(nèi)的液體流向相反，所述翅片管在豎直方向呈S型布置，翅片管的輸入端與儲(chǔ)熱管連接，翅片管的輸出端與放熱管連接,。

在上述技術(shù)方案中，所述支撐架底部安裝有多個(gè)間隔布置的滾動(dòng)支架，和多個(gè)間隔布置且與與所述支撐架鉸接的固定支架。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果如下：

1)本實(shí)用新型相變儲(chǔ)熱裝置是一種可拼接的獨(dú)立腔室、非壓力容器作為相變儲(chǔ)熱裝置。儲(chǔ)熱裝置是標(biāo)準(zhǔn)尺寸的長(zhǎng)方形容器，大大降低了運(yùn)輸費(fèi)用和運(yùn)輸難度，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)實(shí)際需求可方便的拼裝為一個(gè)大容量的儲(chǔ)熱裝置。與壓力容器式儲(chǔ)熱裝置相比，其結(jié)構(gòu)安全可靠性大幅度提高，可模塊化生成、拼裝，現(xiàn)場(chǎng)安裝、拆卸靈活方便。

2)本實(shí)用新型儲(chǔ)熱裝置的集箱管屏有良好的分流、導(dǎo)流作用，相鄰兩組傳熱管的流體方向相反，使整個(gè)儲(chǔ)熱腔室內(nèi)的相變材料融化或凝固程度均勻，避免儲(chǔ)熱腔室中溫度場(chǎng)不均影響換熱效率。

3)本實(shí)用新型通過(guò)底部的滾動(dòng)支架吸收熱膨脹，取消了儲(chǔ)熱裝置上的膨脹節(jié)，效果良好。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為儲(chǔ)熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為當(dāng)圖2中其中一個(gè)集裝箱上沒有安裝蓋板時(shí)，圖2延俯視方向的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為相鄰兩個(gè)翅片管的結(jié)構(gòu)示意圖，其中箭頭為換熱介質(zhì)的流動(dòng)方向。

圖中1-閉式循環(huán)系統(tǒng),11-閉式循環(huán)泵，12-儲(chǔ)熱加熱器，13-安全閥，14-放熱冷卻器，16-供水管道，17-回水管道，18-流量測(cè)量裝置，19-蒸汽管道，4-儲(chǔ)熱裝置，41-支撐架，42-儲(chǔ)熱腔室，43-集裝箱，44-滑動(dòng)銷，51-第一流量測(cè)量裝置，45-兩組換熱管組，46-放熱管，47-儲(chǔ)熱管，48-翅片管，49-蓋板，51-第一流量測(cè)量裝置，61-第一閥門，62-第二閥門，64-第四閥門，65-第五閥門，7-滾動(dòng)支架，8-固定支架，91-儲(chǔ)熱總管，92-放熱總管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施情況，但它們并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限定，僅作舉例而已。同時(shí)通過(guò)說(shuō)明使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)更加清楚和容易理解。

參閱附圖可知：熱電廠大容量中溫相變儲(chǔ)熱放熱裝置，其特征在于：包括閉式循環(huán)系統(tǒng)1，所述閉式循環(huán)系統(tǒng)1包括閉式循環(huán)泵11、儲(chǔ)熱加熱器12、儲(chǔ)熱裝置4和放熱冷卻器14，所述儲(chǔ)熱加熱器12的輸出端和放熱冷卻器14的輸出端均與儲(chǔ)熱裝置4的輸入端連接，所述儲(chǔ)熱加熱器12的輸入端和放熱冷卻器14的輸入端均與第一流量測(cè)量裝置51的輸出端連接；

所述儲(chǔ)熱裝置4的輸出端依次與閉式循環(huán)泵11和第一流量測(cè)量裝置51連接，第一流量測(cè)量裝置51和儲(chǔ)熱加熱器12之間安裝有第一閥門61，第一流量測(cè)量裝置51和放熱冷卻器14之間安裝有第二閥門62；

所述放熱冷卻器14上安裝有供水管道16和回水管道17，回水管道17上安裝有流量測(cè)量裝置18，儲(chǔ)熱加熱器12上安裝有蒸汽管道19和安全閥13。

優(yōu)選的，所述儲(chǔ)熱裝置4包括支撐架41，和多個(gè)依次連接并整體呈一字型的安裝在支撐架41上的集裝箱43，集裝箱43內(nèi)放置有儲(chǔ)熱腔室42，儲(chǔ)熱腔室42頂部安裝有將所述儲(chǔ)熱腔室42頂部密封的蓋板49，每個(gè)集裝箱43的外殼上均安裝有滑動(dòng)銷44，每個(gè)儲(chǔ)熱腔室42內(nèi)均安裝有兩組換熱管組45，每組換熱管組45均包括呈橫向布置的放熱管46和呈橫向布置的儲(chǔ)熱管47，有放熱總管92和儲(chǔ)熱總管91安裝于集裝箱43上方，且所有放熱管均與所述放熱總管92連接，所有儲(chǔ)熱管均與所述儲(chǔ)熱總管91連接，位于同一組的放熱管46和儲(chǔ)熱管47之間連接有多個(gè)呈縱向布置翅片管48，位于不同組的翅片管48在儲(chǔ)熱腔室42內(nèi)呈相鄰布置，且相鄰兩個(gè)翅片管48內(nèi)的液體流向相反，所述翅片管48在豎直方向呈S型布置，翅片管48的輸入端與儲(chǔ)熱管47連接，翅片管48的輸出端與放熱管46連接,。

優(yōu)選的，所述支撐架41底部安裝有多個(gè)間隔布置的滾動(dòng)支架7，和多個(gè)間隔布置且與與所述支撐架41鉸接的固定支架8。

熱電廠大容量中溫相變儲(chǔ)熱放熱裝置的儲(chǔ)熱放熱方法，如下：它包括儲(chǔ)熱方法和放熱方法，其中，所述儲(chǔ)熱方法方法為：關(guān)閉第二閥門62和第四閥門64，打開第一閥門61和第五閥門65，第一流量測(cè)量裝置51記錄流經(jīng)第一流量測(cè)量裝置51的熱量，換熱介質(zhì)先由儲(chǔ)熱裝置4進(jìn)入到儲(chǔ)熱加熱器12中，再在儲(chǔ)熱加熱器12中被加熱，最后通過(guò)閉式循環(huán)泵11重新流回到儲(chǔ)熱裝置4中，此時(shí)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)熱功能；所述放熱方法為：關(guān)閉第一閥門61和第五閥門65，打開第二閥門62和第四閥門64，第一流量測(cè)量裝置51記錄流經(jīng)第一流量測(cè)量裝置51的熱量，換熱介質(zhì)先由儲(chǔ)熱裝置4進(jìn)入到儲(chǔ)熱冷卻器14中，再在儲(chǔ)熱冷卻器14內(nèi)被冷卻，最后通過(guò)閉式循環(huán)泵11重新流回到儲(chǔ)熱裝置4中，此時(shí)實(shí)現(xiàn)放熱功能。

本實(shí)用新型安裝在熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組與供熱首站之間，通過(guò)大容量中溫相變儲(chǔ)熱裝置的蓄熱和放熱(釋熱)，打破熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組“以熱定電”的電－熱剛性耦合方式，提高熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的調(diào)節(jié)能力。

儲(chǔ)熱腔室的殼體由鋼板焊接拼制成長(zhǎng)方形容器，殼體只承受相變介質(zhì)的重量和管板、翅片管束的重量，腔室等間距設(shè)置加強(qiáng)肋以增加腔室的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。容器上部留出5％～8％(根據(jù)不同相變材料的熱膨脹量確定)，作為相變材料熱膨脹的空間。儲(chǔ)熱單元頂部設(shè)置與大氣相通的呼吸孔，當(dāng)相變材料脹縮時(shí)，能使儲(chǔ)熱裝置在常壓下工作。

本實(shí)用新型優(yōu)化了傳熱翅片管的回路方式，儲(chǔ)熱腔室中相鄰兩組傳熱管的流體方向反向流動(dòng)，使儲(chǔ)熱腔室中溫度場(chǎng)均勻，儲(chǔ)熱裝置受熱產(chǎn)生的熱應(yīng)力與熱位移通過(guò)滾動(dòng)支架吸收。

儲(chǔ)熱裝置的循環(huán)介質(zhì)為單流程通道，流體的進(jìn)出口集箱設(shè)置在儲(chǔ)熱裝置的頂部，集箱上的下降管與傳熱翅片管焊接，當(dāng)發(fā)生泄漏時(shí)，可直接將集箱的下降管予以封堵切除。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際儲(chǔ)熱容量的需求以及現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地條件，將多個(gè)儲(chǔ)熱單元以一定的排列順序放置在一起，頂部通過(guò)母管、電動(dòng)閥門聯(lián)通，即可擴(kuò)展成大規(guī)模大容量的相變儲(chǔ)熱裝置。

實(shí)際工作時(shí)，本實(shí)用新型為單進(jìn)單出型換熱器，換熱介質(zhì)可以采用閉式水或?qū)嵊汀?chǔ)熱裝置內(nèi)填充相變材料，相變材料為復(fù)合二元鹽，其相變溫度根據(jù)加熱蒸汽的溫度、熱網(wǎng)水的供水溫度、儲(chǔ)熱與放熱的時(shí)間決定。本例中加熱蒸汽為中壓缸排汽，參數(shù)為0.21MPa，236℃(該壓力對(duì)應(yīng)飽和溫度為124℃)，儲(chǔ)熱過(guò)程中熱量大部分來(lái)自加熱蒸汽的汽化潛熱。熱網(wǎng)供水溫度為70℃，當(dāng)儲(chǔ)熱與放熱的時(shí)間相等，選擇相變溫度溫度為92℃左右的相變材料。

儲(chǔ)熱工況時(shí)，流量測(cè)量裝置51記錄儲(chǔ)熱系統(tǒng)充熱的熱量，采暖加熱蒸汽由管道引接至儲(chǔ)熱加熱器，為防止壓力容器超壓，儲(chǔ)熱加熱器設(shè)置安全閥排汽。蒸汽加熱換熱介質(zhì)(除鹽水或?qū)嵊?，經(jīng)閉式循環(huán)水泵升壓后流經(jīng)儲(chǔ)熱裝置，儲(chǔ)熱裝置內(nèi)填充多種二元鹽復(fù)合物，儲(chǔ)熱裝置將熱量以潛熱形式儲(chǔ)存。閉式循環(huán)水泵為變頻水泵，通過(guò)水泵的變頻運(yùn)行調(diào)節(jié)儲(chǔ)熱裝置充熱、放熱的速率。

放熱工況時(shí)，閉式水吸收儲(chǔ)熱裝置中的相變潛熱，此時(shí)儲(chǔ)熱裝置中的相變材料由液態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)。閉式水儲(chǔ)熱后通過(guò)板式換熱器加熱熱網(wǎng)循環(huán)水。熱網(wǎng)循環(huán)水道上裝設(shè)有流量測(cè)量裝置11，記錄儲(chǔ)熱系統(tǒng)放熱的熱量。

其它未說(shuō)明的部分均屬于現(xiàn)有技術(shù)。