[发明专利]改善填料床式储存器中热分布的被动方式

说明书

本发明涉及一种改善填料床式储存器中热分布的被动方式。描述了用于储存热的系统（100）。系统（100）包括具有第一储存体积（V1）的第一壳体部分（110），其中第一壳体部分包括使第一储存体积（V1）与环境连接的第一开口（113）。第一类型（111）的第一热储存元件布置在第一壳体部分（110）中。系统还包括具有第二储存体积（V2）的第二壳体部分（120），其中第二壳体部分（120）包括使第二储存体积（V2）与环境连接的第二开口（123），其中第一储存体积（V1）与第二储存体积（V2）互相连接以形成共同的储存体积。第二类型（121）的第二热储存元件布置在第二壳体部分（120）中。第一类型（111）的第一热储存元件包括相应的第一元件尺寸，其中第二类型（121）的第二热储存元件包括相应的第二元件尺寸。第一元件尺寸不同于第二元件尺寸。

技术领域

本发明涉及用于储存热的系统，且涉及用于制造用于储存热的系统的方法。

背景技术

现今，一方面为了提高发电厂的效率，并且另一方面为了缓和由时间依赖性的电消耗引起的网络波动，将热能储存器集成于发电厂系统起越来越重要的作用。目前，最近研发的若干种类型的热能储存器是可利用的。

热能储存器细分为下述种类。使用填充材料的热容的固体床式储存器，使用相变焓的液体热储存器，以及使用化学反应焓的储存器，均能提供所需的热能储存能力。

固体床式储存器填充有热储存元件，如石料，砖块或者陶瓷部件，其是有成本效益的解决方案。

使用防范措施来减小在储存介质中发生的自然对流和强制对流效应的负面影响，能够改善在储热和释热阶段的储存动态并提高储存效率。这些效应在整个过程循环期间（即在储热阶段、在准稳态（仅自然对流）和在释热阶段）都会发生。储热和释热阶段期间的自然对流和强制对流的非线性影响将导致储存介质中等温线的倾斜。热工作流体具有较低密度，其迁移到热储存器的顶层，并且由此一方面导致储存介质中温度场的变化，且另一方面导致等温线分布或者倾斜的变化。

构造特征（例如储存介质的大横截面积）和工程特征（例如来流的设计）需要将工作流体的来流分割成工作流体的多股流。因此，在热储存面积的全横截面上分割质量流速是必需的。到来的工作流体进入储存器的总质量流速的分布取决于待使用的歧管选取的几何结构。

储存介质中等温线的角度向工作流体的流向的倾斜强烈地取决于建筑物/储存器高度并导致动态阶段期间储存器的入口部分和出口部分中温度差异的增加，并因此导致通过出口部分离开系统的平均出口温度的降低。此效果在下列情况下增加：被设计成对工作流体进行分割的储存器具有在储存器的横截面上方垂直分布的多个入口和出口。

发明内容

本发明的目的可以是提供一种具有合适的内部热分布的热储存器。

此目的通过根据独立权利要求的用于储存热的系统和来制造用于储存热的系统的方法而实现。

根据本发明的第一方面，呈现了一种用于储存热（即热能）的系统。该系统包括具有储存体积的壳体，其中该壳体包括用于将储存体积连接至环境的开口。该系统还包括布置在储存体积内第一位置中的第一类型的第一热储存元件和布置在储存体积内第二位置中的第二类型的第二热储存元件。第一类型的第一热储存元件包括相应的第一元件尺寸，其中第二类型的第二热储存元件包括相应的第二元件尺寸。第一储存元件尺寸不同于第二元件尺寸。

根据另一示例性实施例，壳体部分还包括用于将储存体积连接至环境的另外的开口，其中该另外的开口与前述开口间隔开。第一类型的第一热储存元件布置在形成第一位置的开口中，其中第二类型的第二热储存元件布置在形成第二位置的另外的开口中。

根据另一示例性实施例，壳体部分还包括布置在开口和另一开口之间的中心部分，其中额外的另一类型的额外的另外的热储存元件位于中心部分中。额外的另一类型的额外的另外的热储存元件包括相应的额外的另外的元件尺寸，其中额外的另外的热储存元件尺寸不同于第一元件尺寸和/或第二元件尺寸。