[發(fā)明專利]傳熱增強型化學(xué)蓄熱裝置及應(yīng)用該蓄熱裝置的蓄熱系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610094100.4
• 申請日: 2016-02-19
• 公開（公告）號: CN105651091B
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙長穎;潘智豪;閆君
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所31201
• 代理人: 王毓理,王錫麟

1.一種傳熱增強型化學(xué)蓄熱裝置，其特征在于，包括：若干蓄熱單元及與蓄熱單元的氣體入口端和出口分別相連的第一氣體緩沖罐和第二氣體緩沖罐；

所述的蓄熱單元包括：布風(fēng)板、不銹鋼絲網(wǎng)、蓄熱介質(zhì)和支架，其中：蓄熱介質(zhì)由不銹鋼絲網(wǎng)包裹固定，不銹鋼絲網(wǎng)通過支架固定在蓄熱單元內(nèi)部，氣體入口端和蓄熱介質(zhì)之間設(shè)置有布風(fēng)板；

所述的蓄熱介質(zhì)采用以下任意一種：

①Mg(OH)₂、Ca(OH)₂固態(tài)蓄熱材料、攜帶水蒸氣的保護(hù)氣作為傳熱及反應(yīng)氣體；

②Mn₂O₃固態(tài)蓄熱材料、攜帶氧氣的保護(hù)氣作為傳熱及反應(yīng)氣體；

③Co₃O₄固態(tài)蓄熱材料、攜帶氧氣的保護(hù)氣作為傳熱及反應(yīng)氣體；

④CaCO₃固態(tài)蓄熱材料、攜帶CO₂的保護(hù)氣作為傳熱及反應(yīng)氣體；

所述的第一氣體緩沖罐和第二氣體緩沖罐提供反應(yīng)所需保護(hù)氣和反應(yīng)氣體，同時保證進(jìn)、出口氣體壓力穩(wěn)定，有利于多個蓄熱單元并聯(lián)運行；所述的蓄熱單元與第一氣體緩沖罐、第二氣體緩沖罐之間均設(shè)有開閉閥門，便于根據(jù)太陽輻射的強度和時間控制蓄熱，提高蓄放熱效率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳熱增強型化學(xué)蓄熱裝置，其特征是，所述的布風(fēng)板固定于支架上并設(shè)置有均勻分布的布風(fēng)孔。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳熱增強型化學(xué)蓄熱裝置，其特征是，所述的蓄熱介質(zhì)為Mg(OH)₂、Ca(OH)₂、Mn₂O₃、Co₃O₄或CaCO₃。

4.一種設(shè)置有上述任一權(quán)利要求所述蓄熱裝置的蓄熱系統(tǒng)，其特征在于，包括：太陽能集熱裝置、傳熱增強型化學(xué)蓄熱裝置、蒸汽換熱器、循環(huán)泵、水蒸氣補充裝置和水蒸氣冷卻裝置，其中：太陽能集熱裝置、傳熱增強型化學(xué)蓄熱裝置、蒸汽換熱器和循環(huán)泵依次串聯(lián)連接構(gòu)成回路，水蒸氣補充裝置和水蒸氣冷卻裝置的輸入端和輸出端分別與循環(huán)泵、太陽能集熱裝置相連形成水蒸氣補充支路和水蒸氣冷卻支路；

所述的太陽能集熱裝置在白晝、晴天時加熱混合氣體至400℃以上，混合氣體與蓄熱介質(zhì)（24）反應(yīng)，溫度降至反應(yīng)平衡溫度350℃，混合氣體的熱量一部分儲存于蓄熱單元內(nèi)，另一部分熱量儲存在產(chǎn)生的水蒸氣中隨著混合氣體帶走，氣體溫度穩(wěn)定在350℃；混合氣體經(jīng)過蒸汽換熱器過熱蒸汽用于發(fā)電，經(jīng)過循環(huán)泵，進(jìn)入水蒸氣冷卻支路，將蓄熱單元中產(chǎn)生的水蒸氣冷卻，控制回路中水蒸氣的分壓，使蓄熱平衡溫度穩(wěn)定在350℃；

所述的太陽能集熱裝置在夜間或陰天時輸出的低于300℃的混合氣體與蓄熱介質(zhì)反應(yīng)，將儲存在蓄熱單元內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能釋放出來，混合氣體溫度提高到反應(yīng)平衡溫度350℃；混合氣體經(jīng)過蒸汽換熱器過熱蒸汽用于發(fā)電，經(jīng)過循環(huán)泵，進(jìn)入水蒸氣補充支路，補充蓄熱單元中吸收的水蒸氣，控制回路中的水蒸氣分壓，使放熱平衡溫度穩(wěn)定在350℃。