高效大容量中高溫儲熱換熱器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高效大容量中高溫儲熱換熱器，包括：發(fā)電機組、儲熱單元、高溫膨脹發(fā)電單元和儲氣罐，且所述儲熱單元包括相連接的高溫換熱儲熱單元和低溫換熱儲熱單元，所述發(fā)電機組的排氣裝置與所述高溫換熱儲熱單元相連接，所述高溫換熱儲熱單元又與所述高溫膨脹發(fā)電單元相連接，所述低溫換熱儲熱單元又與傳送儲熱介質(zhì)的所述儲氣罐相連接。通過上述方式，本發(fā)明能夠充分利用余熱，降低能耗，達到大容量儲熱、高效充熱放熱，使儲熱、釋熱過程更加有效合理。
【專利說明】局效大谷里中局溫儲熱換熱器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱交換領(lǐng)域，特別是涉及一種高效大容量中高溫儲熱換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能熱和大部分工業(yè)余熱資源通常具有間歇和不穩(wěn)定的特點，通過儲熱作為橋梁，則可解決供需雙方在時間、地點、強度上不匹配的矛盾，因而先進儲熱技術(shù)是這兩大類不連續(xù)熱資源大規(guī)模高效利用的關(guān)鍵。大容量儲熱換熱器是先進儲熱技術(shù)對應(yīng)的核心裝備。近年來，為了提高能量轉(zhuǎn)換效率和降低成本，太陽能熱利用技術(shù)正朝著更高工作溫度發(fā)展，商業(yè)化運行的熔融鹽熱發(fā)電站的工作溫度已經(jīng)超過560° C，以空氣為傳熱流體的太陽能熱發(fā)電站工作溫度已超過680° C ;而大量工業(yè)過程產(chǎn)生的廢氣溫度也非常高(如轉(zhuǎn)爐煙氣溫度為1600° C左右)，面向中高溫?zé)豳Y源應(yīng)用的儲熱換熱器具有廣闊的應(yīng)用前景，當前是國內(nèi)外研發(fā)的熱點。
[0003]當前中高溫儲熱換熱器儲釋熱過程強化研究的主要趨勢為:探究多尺度界面熱阻的作用機理，確立低界面熱阻的調(diào)控方法與技術(shù)。以大容量儲熱單元的高效充熱放熱為目標，通過儲熱換熱器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和模塊化設(shè)計，實現(xiàn)動態(tài)充熱與放熱性能的最優(yōu)。
[0004]而對于儲熱換熱器，中國專利號為201220155966.9的專利，其公開了一種具有較高的儲熱容量，可以高效儲存如太陽能集熱器、鍋爐、木爐、熱泵、工業(yè)廢熱等各種熱源產(chǎn)生的熱量的相變儲熱系統(tǒng)，展示了力求高效通用的儲熱換熱器的設(shè)計技術(shù)，但在強化傳熱方面仍然欠缺有效的措施。
[0005]近年來，國內(nèi)外越來越重視太陽能與工業(yè)余熱的高效利用，儲熱換熱器技術(shù)不斷提高，但在儲熱換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，仍然欠缺有效的儲釋熱過程強化措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效大容量中高溫儲熱換熱器，能夠充分利用余熱，降低能耗，達到大容量儲熱、高效充熱放熱，使儲熱、釋熱過程更加有效合理。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種高效大容量中高溫儲熱換熱器，包括:發(fā)電機組、儲熱單元、高溫膨脹發(fā)電單元和儲氣罐，且所述儲熱單元包括相連接的高溫換熱儲熱單元和低溫換熱儲熱單元，所述發(fā)電機組的排氣裝置與所述高溫換熱儲熱單元相連接，所述高溫換熱儲熱單元又與所述高溫膨脹發(fā)電單元相連接，所述低溫換熱儲熱單元又與傳送儲熱介質(zhì)的所述儲氣罐相連接。
[0008]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述高效大容量中高溫儲熱換熱器還包括與所述儲氣罐相連接的干燥機、以及與所述干燥機相連接的壓縮機。
[0009]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述高效大容量中高溫儲熱換熱器還包括與所述發(fā)電機組相連接的發(fā)電機冷卻水箱、以及與所述發(fā)電機冷卻水箱相連接的儲熱水箱。
[0010]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述發(fā)電機組為柴油發(fā)電機組。[0011]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述儲熱介質(zhì)為氣體。
[0012]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述高溫換熱儲熱單元中至少包含一個儲熱換熱器。
[0013]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述低溫換熱儲熱單元中至少包含一個儲熱換熱器。
[0014]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述儲熱換熱器中填充有儲熱材料，所述儲熱材料是以無機鹽、合金為相變材料的中高溫復(fù)合儲熱材料。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明面向以氣體為傳熱介質(zhì)的高效太陽能熱發(fā)電和冶金過程余熱利用，通過模塊化的系統(tǒng)設(shè)計，達到充分利用余熱、大容量儲熱、高效充熱放熱的作用，使儲熱、釋熱過程更加有效合理，降低能耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明一種高效大容量中高溫儲熱換熱器的流程圖；
附圖中各部件的標記如下:1、發(fā)電機組，2、高溫換熱儲熱單元，3、高溫膨脹發(fā)電單元，
4、低溫換熱儲熱單元，5、儲氣罐，6、干燥機，7、壓縮機，8、發(fā)電機冷卻水箱，9、儲熱水箱，10、儲熱介質(zhì)，11、廢氣。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0018]請參閱圖1，本發(fā)明實施例包括:
一種高效大容量中高溫儲熱換熱器，包括:發(fā)電機組1、與所述發(fā)電機組I相連接的發(fā)電機冷卻水箱8、與所述發(fā)電機冷卻水箱8相連接的儲熱水箱9、儲熱單元、高溫膨脹發(fā)電單元3、儲氣罐5，與所述儲氣罐5相連接的干燥機6、與所述干燥機6相連接的壓縮機7，且所述儲熱單元包括相連接的高溫換熱儲熱單元2和低溫換熱儲熱單元4,其中:
所述發(fā)電機組I的排氣裝置與所述高溫換熱儲熱單元2相連接，所述發(fā)電機組I的排氣裝置將廢氣11排出至所述高溫換熱儲熱單元2，再由所述高溫換熱儲熱單元2將廢氣11輸送至所述低溫換熱儲熱單元4，經(jīng)過所述低溫換熱儲熱單元4降溫處理后將廢氣11排出至大氣中；
所述高溫換熱儲熱單元2又與所述高溫膨脹發(fā)電單元3相連接，所述低溫換熱儲熱單元4又與傳送儲熱介質(zhì)10的所述儲氣罐5相連接,其中，所述儲熱介質(zhì)10為氣體,所述高溫換熱儲熱單元2中至少包含一個儲熱換熱器，同樣地，所述低溫換熱儲熱單元4中也至少包含一個儲熱換熱器，用于儲熱介質(zhì)10的傳遞；
所述壓縮機7將低壓氣體提升為高壓氣體，所述高壓氣體經(jīng)干燥機6干燥后進入儲氣罐5中，所述儲氣罐5將儲熱介質(zhì)10 (高壓氣體)輸送至所述低溫換熱儲熱單元4，由所述低溫換熱儲熱單元4中的儲熱換熱器將儲熱介質(zhì)10 (高壓氣體)輸送至所述高溫換熱儲熱單元2中，所述高溫換熱儲熱單元2將儲熱介質(zhì)10 (高壓氣體)加熱成高溫高壓氣體后，傳送至所述高溫膨脹發(fā)電單元3中，由所述高溫膨脹發(fā)電單元3緩慢釋放余熱發(fā)電給用戶；所述發(fā)電機組I為柴油發(fā)電機組，用于給用戶發(fā)電；所述發(fā)電機冷卻水箱8用于對柴油發(fā)電機組進行冷卻，使柴油發(fā)電機組保持一定的溫度，并吸收所述柴油發(fā)電機組運行時釋放的熱量，用于所述儲熱水箱9中，所述儲熱水箱9用于給用戶提供可使用的熱水(用于洗澡等)。
[0019]所述高溫換熱儲熱單元2和所述低溫換熱儲熱單元4中的儲熱換熱器均填充有儲熱材料，所述儲熱材料是以無機鹽、合金為相變材料的中高溫復(fù)合儲熱材料，其在200 ° C溫差條件下的儲熱密度超過600 kj/kg(現(xiàn)在為450 kj/kg);導(dǎo)熱系數(shù)達到4 W/(m*K)(現(xiàn)在2 W/(m -K));所述儲熱材料的工作溫度高于800° C ;熱循環(huán)7500次后性能不明顯衰減，單位熱循環(huán)的熱損失不超過10%。
[0020]通過壓縮機7將低壓氣體提升為高壓氣體，再由干燥機6將高壓氣體進行干燥后進入儲氣罐5中，由儲氣罐5將高壓氣體儲存起來，用于能源不足時的使用。使用時，儲氣罐5中的高壓氣體輸送至低溫換熱儲熱單元4，在由低溫換熱儲熱單元4中的儲熱換熱器將高壓氣體輸送至高溫換熱儲熱單元2中，高溫換熱儲熱單元2將高壓氣體轉(zhuǎn)換成高溫高壓氣體后，傳送至高溫膨脹發(fā)電單元3中，再由高溫膨脹發(fā)電單元3緩慢釋放余熱發(fā)電給用戶，可以節(jié)約燃料、降低能耗。同時，還可充分利用余熱，給生活用水進行加熱，提高了能量儲存和釋放效率。
[0021]本發(fā)明的高效大容量中高溫儲熱換熱器，其中的儲熱換熱器能滿足200° C-1OOO0 C的熱源模擬，適用于溫度為100° C -600°c的中溫?zé)嵩?，和溫度大?00°C的高溫?zé)嵩?，主要適用于三類典型的中高溫?zé)嵩?300°C、500°C、800°C。
[0022]本發(fā)明揭示了一種高效大容量中高溫儲熱換熱器，面向以氣體為傳熱介質(zhì)的高效太陽能熱發(fā)電和冶金過程余熱利用，通過模塊化的系統(tǒng)設(shè)計，達到充分利用余熱、大容量儲熱、高效充熱放熱的作用，使儲熱、釋熱過程更加有效合理，降低能耗。
[0023]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高效大容量中高溫儲熱換熱器，其特征在于，包括:發(fā)電機組、儲熱單元、高溫膨脹發(fā)電單元和儲氣罐，且所述儲熱單元包括相連接的高溫換熱儲熱單元和低溫換熱儲熱單元，所述發(fā)電機組的排氣裝置與所述高溫換熱儲熱單元相連接，所述高溫換熱儲熱單元又與所述高溫膨脹發(fā)電單元相連接，所述低溫換熱儲熱單元又與傳送儲熱介質(zhì)的所述儲氣罐相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效大容量中高溫儲熱換熱器，其特征在于，所述高效大容量中高溫儲熱換熱器還包括與所述儲氣罐相連接的干燥機、以及與所述干燥機相連接的壓縮機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效大容量中高溫儲熱換熱器，其特征在于，所述高效大容量中高溫儲熱換熱器還包括與所述發(fā)電機組相連接的發(fā)電機冷卻水箱、以及與所述發(fā)電機冷卻水箱相連接的儲熱水箱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的高效大容量中高溫儲熱換熱器，其特征在于，所述發(fā)電機組為柴油發(fā)電機組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效大容量中高溫儲熱換熱器，其特征在于，所述儲熱介質(zhì)為氣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效大容量中高溫儲熱換熱器，其特征在于，所述高溫換熱儲熱單元中至少包含一個儲熱換熱器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效大容量中高溫儲熱換熱器，其特征在于，所述低溫換熱儲熱單元中至少包含一個儲熱換熱器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6-7任一所述的高效大容量中高溫儲熱換熱器，其特征在于，所述儲熱換熱器中填充有儲熱材料，所述儲熱材料是以無機鹽、合金為相變材料的中高溫復(fù)合儲熱材料。
【文檔編號】F02G5/02GK103822518SQ201410069073
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】丁玉龍, 陶保國 申請人:常熟噴嘴廠有限公司