[实用新型]具有空间三维多支路并联风路系统的固体蓄热装置

说明书

本实用新型提出了一种具有空间三维多支路并联风路系统的固体蓄热装置，属于蓄热技术领域。包括水平通道、垂直进风通道、垂直出风通道、布风器、导风器、进风室、出风室等。将进风室设置在底部，利用进风温度较低的优势，有效降低耐火绝热砖和底部蓄热砖的温度，提高了耐火绝热砖和底部蓄热砖的使用寿命。采用垂直进风通道和垂直出风通道交错排列构成主风路、水平通道构成多分支并联支路，建立了三维立体风路系统，可平衡进风温差、增大换热面积、降低温度梯度、促进换热流动、均衡风道压力，从而均衡蓄热体内部的换热，显著降低不同蓄热砖之间以及同一蓄热砖不同空间部位的温差，提高蓄热容量、吸热放热效率和动态响应性能。

技术领域

本实用新型涉及一种固体蓄热装置，特别是具有空间三维多支路并联风路系统的固体蓄热装置。属于蓄热技术领域。

背景技术

目前的固体蓄热装置中，缺乏对蓄热体内部的通风换热系统的整体设计和考虑。现有技术中，蓄热体内部形成的风道结构本质上是二维结构，比较典型和普遍应用的是在水平面上交替正交的风道结构，其特点是每条风道均独立贯穿整个蓄热体、且相互之间完全隔离，电热丝一般位于其中的多组平行通道中。显然，这样的结构会导致每条换热风道的首尾温差较大、也会导致位于不同通道中的电热丝温差过高等问题。

蓄热体的布风方式，以及内部的风路系统结构，都会对整个蓄热体各部分的温度分布产生影响。如中国专利“固体蓄热装置的气流导向结构(申请号：201720221364.1)”，在壳体入口处设有出风管路，出风管路的出风口呈阶梯排列，对固体蓄热材料层的内通风道进行布风；同时，壳体出口上方处设有倾斜的气流导向板，使得每一层固体蓄热材料内的热量均匀、充分的释放。虽然该专利在一定程度上解决了固体蓄热材料层，也就是通常的蓄热体的进风温度均衡和出风压力平衡问题，但是未对蓄热体内部的风路做出改进，仍然不可避免地存在内部温差过大和不均衡的问题。

蓄热体内部不同蓄热砖之间，以及同一蓄热砖不同空间部位的温差过大，会降低整体的蓄热温度，从而降低蓄热容量、影响吸热和放热特性，降低蓄热系统效率和动态响应性能；电热丝的封闭空间温度过高还会显著减少电热丝的使用寿命等。

此外，蓄热砖的密度较高，堆砌成蓄热体后下部的蓄热砖承重很大，而且底部的耐火绝热砖要承受整个蓄热体的重量。下部的蓄热砖和耐火绝热砖如果在长期高温环境下再承受较大的重量，必然会对机械性能造成影响，轻则减少使用寿命，严重的甚至可能会造成塌炉等事故。因此，需要采取有效措施，减轻单位面积的承重、降低运行环境温度。中国专利“高温固体电热储能炉(申请号：201510082349.9)”，绝缘基础部分由呈矩阵形式分布的绝缘支撑组成，单独构成对绝缘基础部分进行降温的外部独立风道，但是其绝缘隔热层与其上部的低温风道之间的支撑结构并未说明，显然采用第二高温绝缘挡板的话很难承重，而且基本上失去了绝缘隔热层存在的意义。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种具有空间三维多支路并联风路系统的固体蓄热装置，采用三维空间多支路并联风路系统，平衡进风温差、增大换热面积、降低温度梯度、促进换热流动、均衡风道压力等，显著降低不同蓄热砖之间以及同一蓄热砖不同空间部位的温差，提高蓄热容量、吸热放热效率和动态响应性能；同时，减少底部单位面积的承重量、降低运行环境温度，有效提高主要部件的使用寿命等。还具有结构简单、成本较低、运行可靠、维护方便等优点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

所述的具有空间三维多支路并联风路系统的固体蓄热装置，包括蓄热体(1)、水平通道(2)、垂直进风通道(3)、垂直出风通道(4)、布风器(5)、布风孔 (6)、进风室(7)、导风器(8)、导风孔(9)、出风室(10)、进风口(11)、出风口(12)、电热丝(13)。

蓄热体(1)内部有水平通道(2)，以及与其正交的垂直进风通道(3) 和垂直出风通道(4)，垂直进风通道(3)通过水平通道(2)与垂直出风通道 (4)相连通。