[实用新型]固体电蓄热相变传热系统

说明书

本实用新型属于清洁能源技术领域，公开了固体电蓄热相变传热系统，包括电蓄热装置、设置在电蓄热装置内部的不定型耐火材料、电蓄热装置加热棒、与电蓄热装置连接的纯净水循环泵、设置在电蓄热装置顶部的热电偶、设置在电蓄热装置顶部的集气管、与集气管连接的蒸汽管网、与蒸汽管网连接的补水罐和与补水罐连接的纯净水循环泵，蒸汽管网设置在加热冷凝罐中。本技术方案解决了镁砖由于极冷极热产生裂纹、剥落、坍塌的弊病；相变换热传热快，运行平稳安全；循环系统电力消耗低；有利于安全生产和自动化控制；生产产品多样化。

技术领域

本实用新型专利涉及清洁能源技术领域，尤其涉及固体电蓄热相变传热系统，该系统将电能以热能的方式存储，再将蓄热装置存储的热能再次利用。

背景技术

目前，同行业针对固体电蓄热普遍采用的技术路线为：

蓄热介质普遍采用耐火材料烧制成砖；电加热管同耐火砖之间的热量传递普遍需要穿过中间空气介质；3）放热传热介质一般为软化水或空气。

存在的缺点为：

1）耐火砖在高频率的极冷极热条件下，容易产生裂纹、剥落现象；

2）传热不良，导致电加热管温度偏高，使用寿命不长；

3）加热管与空气的导热系数仅为0.0252W/(m·K)，由于传热速度慢，加热管表面温度需要更高，加热功率需求大；

4）蓄热装置内部空气间隙大，相同体积下，蓄热材料装入量少，蓄热能力低；

5）由于加热管散热不良，蓄热介质加热温度基本都在800℃以内，蓄热能力发挥不好；

6）放热介质采用软化水，传热能量密度低，容易气化喷溅，安全性低。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述技术问题，提出固体电蓄热相变传热系统。

固体电蓄热相变传热系统，包括电蓄热装置、设置在电蓄热装置内部的不定型耐火材料、电蓄热装置加热棒、与电蓄热装置连接的纯净水循环泵、设置在电蓄热装置顶部的热电偶、设置在电蓄热装置顶部的集气管、与集气管连接的蒸汽管网、与蒸汽管网连接的补水罐和与补水罐连接的纯净水循环泵，蒸汽管网设置在加热冷凝罐中。

纯净水循环泵连接流量计，加热冷凝罐和补水罐上设有压力表。

纯净水循环泵设有纯净水循环泵阀门，蒸汽管网设有蒸汽调节阀门，加热冷凝罐设有进水口和出水口。

补水罐向纯净水循环泵补充纯净水。

优选地，不定型耐火材料是MgO。

优选地，电蓄热装置是密封的。

本实用新型固体电蓄热相变传热系统，采用不定型（砂质）氧化镁材料作为蓄热介质，彻底解决了镁砖由于极冷极热产生裂纹、剥落、坍塌的弊病；采用纯净水（或其他适用液体）超导换热工艺，水在蓄热装置里的换热导管内相变气化吸收热量，提高温度，产生的高温蒸汽输送到加热冷凝罐，在罐内换热导管内放热冷凝进行热量转移，由于水的汽化热极高，且汽化和冷凝是一个等温转变。同体积的水，此工艺能量转移效率比液态水传热高5倍多，可达空气的数千倍。所以，相变换热传热快，运行平稳安全。另外，可提供的产品除热水外，还可以供应蒸汽；蓄热介质与加热管紧密接触，蓄热介质的导热系数达1.045+0.7x10-4t W/(m·K)，是空气导热系数的40倍以上，导热迅速，辐射和传导并行。可使加热管与蓄热介质的温差控制在100℃以内，蓄热介质的温度可提高至950℃左右，同体积蓄热装置，蓄热量可提高20%以上；纯净水相变传热循环水量很小，甚至有条件实现自然循环，循环系统电力消耗非常低；由于是气化传热，不用担心水传热的干烧或意外气化超压爆炸，易于调节能量转移速度；更容易实现安全生产和自动化控制；产品多样，不仅可提供工民用热水，同时也可以生产工业用蒸汽。具有更广泛的应用价值。