[發明專利]一種固體熱蓄熱方法

在審

• 申請號: 202210515854.8
• 申請日: 2022-05-12
• 公開（公告）號: CN114754617A
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 杜藏寶;朱建新;楊豫森;張帥
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;沈陽世杰電器有限公司
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

本發明公開了一種固體熱蓄熱方法，包括步驟：過熱蒸汽經過過熱段盤管進入汽水分離器；降溫后的蒸汽變為飽和蒸汽，第一驅動風機運行，第二驅動風機停運；換熱器內釋放完潛熱的蒸汽變為飽和水進入預熱段的預熱段盤管內，將熱量傳入預熱段。低溫給水經過預熱段盤管，將預熱段內的熱量轉移到預熱段盤管內的過冷水中，第一驅動風機停運，第二驅動風機運行，將熱量從蒸發段轉移至換熱器的飽和蒸汽里；換熱器的飽和蒸汽進入過熱段的過熱段盤管內。本發明提供的固體熱蓄熱方法，將蒸汽熱能利用固體蓄熱存儲起來，提高了能源的利用率，替代了現有技術中高品位能源向低品位轉化的技術，避免了能源的浪費。

技術領域

本發明屬于蓄熱技術領域，具體涉及一種固體熱蓄熱方法。

背景技術

風電和光伏發電的裝機容量與日俱增，在電網中的比重越來越大，這就要求火電機組在適當的時候降進行深度調峰降低發電負荷。蓄熱技術作為一種可以實現熱點解耦的靈活性調峰手段，在許多火電企業得到了大量的應用。

目前火電企業中的蓄熱裝置均以電蓄熱為主。這種蓄熱裝置是利用電廠的富裕電力進行電能向熱能的轉化，屬于高品位能源向低品位能源的轉化，這種蓄熱裝置雖然可以解決火電企業的調峰問題，但是從能源利用的角度來說，存在一定的不合理性。而且，電蓄熱裝置系統由于對耐火磚的要求很高，這就造成了投資成本居高不下。對于熱電機組或燃氣發電機組，本身發電量并不富裕，若是將高品位的電能轉化為低品位的熱能儲存，更是不太合理。

固體熱蓄熱技術是近幾年新興的一種蓄熱技術，是直接將富裕蒸汽的熱能存儲在蓄熱體內，待需要的時候在將熱能提取出來對外工業熱量的技術。固體熱蓄熱同樣可以實現機組的深度調峰，幫助解決新能源發電的消納問題，而且不存在高低品位能量轉化的問題。如何設計出合理的固體熱蓄熱方法，在機組高負荷時存儲熱量，機組低負荷或停機時釋放熱量成為本申請要解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種固體熱蓄熱方法，以解決現有電蓄熱技術中高品位能源向低品位能源轉化，從而導致能源利用浪費的問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種固體熱蓄熱方法，基于固體熱蓄熱裝置，包括如下步驟：

蓄熱方法，包括如下步驟：

S1：過熱蒸汽經過過熱段盤管進入汽水分離器；在此過程中，過熱段盤管內的過熱蒸汽逐漸減低至飽和溫度，熱量通過對流換熱以及導熱傳遞給過熱段，過熱段溫度逐漸升高，熱量從過熱蒸汽轉移到過熱段里儲存起來；

S2：降溫后的蒸汽變為飽和蒸汽，存在于汽水分離器和換熱器中，第一驅動風機運行，第二驅動風機停運，使風道內的空氣流動起來，不斷的把換熱器內潛熱熱量轉移到蒸發段內；蒸發段吸收空氣的熱量使自身溫度不斷上升，并將熱量存儲起來；

S3：換熱器內釋放完潛熱的蒸汽變為飽和水進入預熱段的預熱段盤管內，經過和預熱段對流換熱和導熱過程，將熱量傳入預熱段內，并且自身變為過冷水，隨后進入外部的冷凝疏水系統。

放熱方法，包括如下步驟：

S100：低溫給水經過預熱段盤管，通過導熱和對流換熱過程，將預熱段內的熱量轉移到預熱段盤管內的過冷水中，直至給水接近飽和狀態；

S200：第一驅動風機停運，第二驅動風機運行，使風道內的空氣自下向上逆時針循環，空氣與換熱器內的飽和態的汽水混合物進行換熱，將熱量從蒸發段轉移至換熱器的飽和蒸汽里；

S300：換熱器的飽和蒸汽經過汽水分離器進入過熱段的過熱段盤管內，通過導熱和對流換熱，將過熱段的熱量轉移到過熱蒸汽里，過熱蒸汽通過過熱段盤管的與外部的接口進入外網蒸汽管道。

固體熱蓄熱裝置包括汽水分離器、換熱器、第一驅動風機、第二驅動風機、保溫層、過熱段盤管、過熱段、蒸發段、風道、預熱段、預熱段盤管；所述換熱器包括外殼以及設置于外殼內的換熱管；