[發明專利]一種新型金屬相變儲熱換熱器

無效

• 申請號: 201310312805.5
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN104344757A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 錢弢;徐忠;鄧平
• 申請（專利權）人: 國電新能源技術研究院;國電光伏有限公司
• 主分類號: F28D20/02
• 分類號: F28D20/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

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技術領域

本發明涉及一種儲熱換熱器，特別是一種新型金屬相變儲熱換熱器。

背景技術

太陽能光熱電站是繼太陽能光伏電站后的一種新的太陽能利用形式，它是通過集熱器將太陽光中的熱量聚集起來，然后用介質水將熱量置換出來并產生高溫高壓水蒸氣，推動汽輪機發電。目前主要有三種形式，槽式、塔式、碟式。但都受晝夜等規律性變化的影響及陰晴云雨等隨機因素的制約。為了保證太陽能光熱電站的全天候連續穩定運行，提高發電效率，降低發電成本，一般采用儲熱換熱技術。

目前，應用于光熱發電的儲熱材料主要有導熱油、高溫混凝土、熔融鹽、合金相變金屬等。導熱油在高溫下蒸汽壓力很大，需要特殊的壓力閥等設備，且還易揮發及燃燒；高溫混凝土作為儲熱材料，需要對其內部換熱管道優化設計；熔融鹽具有較高的使用溫度，低的蒸汽壓和較大的熱容量，但各種熔融鹽在使用中存在對容器腐蝕性強、粘度大、易分解；合金相變金屬具有儲熱密度大、熱循環穩定、導熱系數高、性價比高、不易燃、無毒。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于提供一種新型金屬相變儲熱換熱器，采用相變金屬采用鋁基合金作為儲熱材料，裝入一特制的容器內，該容器進行儲熱和換熱雙重功能。

技術方案：本發明提供以下技術方案：一種新型金屬相變儲熱換熱器，包括儲熱裝置和換熱裝置；儲熱裝置包括吸熱腔、相變金屬、儲熱材料箱；換熱裝置包括換熱箱、保溫層、安全閥、進口管、出口管。儲熱裝置內層設置相變金屬，中層設置吸熱腔，外層設置儲熱材料箱；換熱裝置內層設置換熱箱，外層設置保溫層，換熱裝置兩側分別設置進口管和出口管，頂部設置安全閥。

作為優化，所述相變金屬采用共晶鋁基合金。

作為優化，所述吸熱腔外表面吸熱壁涂有選擇性吸收涂層，熱效率高。

作為優化，所述換熱箱采用波紋形內壁設計，具有高的熱置換能力。

工作原理：儲熱過程：集熱鏡片將太陽光集中反射入金屬相變儲熱換熱器中吸熱腔內，吸熱腔外表面吸熱壁涂有選擇性吸收涂層，吸收上千度的熱量，使相變金屬儲熱材料熔化，吸收的熱量一部分通過熱傳導直接加熱水產生蒸汽供發電使用，另一部分則儲存起來轉移至夜間使用。

換熱過程：冷水從進口管進入換熱箱，與相變金屬進行熱交換，產生高溫蒸汽，由出口管輸出；換熱箱上安裝有安全閥，當換熱箱的壓力超過額定值時執行減壓動作，換熱箱還有硅酸鋁板制成的保溫層，對其保溫。

有益效果：本發明與現有技術相比：本新型金屬相變儲熱換熱器具有儲熱及換熱雙重功能，整個結構簡單、成本低、無毒無污染，熱容量大、儲熱速度快、化學性能穩定、放熱性能穩定。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖及其斷面圖；

圖2為本發明的儲熱換熱示意圖。

具體實施方式

如附圖1和附圖2所示：一種新型金屬相變儲熱換熱器，包括儲熱裝置1、換熱裝置2。儲熱裝置1包括吸熱腔11、相變金屬12、儲熱材料箱13；換熱裝置2包括換熱箱21、保溫層22、安全閥23、進口管24、出口管25。儲熱裝置1內層設置相變金屬12，中層設置吸熱腔11，外層設置儲熱材料箱13；換熱裝置2內層設置換熱箱21，外層設置保溫層22，換熱裝置兩側分別設置進口管24和出口管25，頂部設置安全閥23。相變金屬12采用共晶鋁基合金。吸熱腔11外表面吸熱壁涂有選擇性吸收涂層，熱效率高。換熱箱21采用波紋形內壁設計，具有高的熱置換能力。