[发明专利]一种温度浓度梯度螺旋折流板储罐和应用

权利要求书

1.一种温度浓度梯度螺旋折流板储罐，其特征在于，包括罐体、一块以上的在罐体内竖直方向错位均匀分布、且边缘闭合的螺旋折流板、进出口管组及仪表接口组；其中，

所述罐体包括圆柱状的筒体、上封头和下封头；所述上封头、下封头分别与所述筒体的上下端面焊接连接成一体；

所述螺旋折流板分为一个扇形区和两个三角区，其中扇形区是以筒体内径、倾斜角和螺旋折流板分数所确定的关于短轴对称的椭圆的一个扇形，所述三角区从所述扇形区的两条直边向不同方向折弯，每块三角区的形状刚好可以封堵相邻两块螺旋折流板的扇形区之间形成的三角形缺口的一半；相邻的螺旋折流板在三角区首尾相接并点焊固定，在外缘处形成一条拟螺旋线，与所述筒体的内壁贴合并间断点焊固定；

所述进出口管组包括流体进出口管、放气口和排污口；所述流体进出口管设置于所述筒体的上下两端的外壁上；所述放气口设置于所述上封头的顶部，所述排污口设置于所述下封头的底部；

所述仪表接口组包括设置于筒体外壁上的传感器接口，用于连接相关仪表或传感器。

2.根据权利要求1所述的一种温度浓度梯度螺旋折流板储罐，其特征在于，所述上封头为椭圆半球封头；所述下封头为椭圆半球封头或平板封头。

3.根据权利要求1所述的一种温度浓度梯度螺旋折流板储罐，其特征在于，所述进出口管组根据系统流程的需要确定流体进出口管、放气口和排污口的数量。

4.根据权利要求1所述的一种温度浓度梯度螺旋折流板储罐，其特征在于，所述仪表或传感器包括液位传感器、温度传感器、压力传感器。

5.权利要求1所述的一种温度浓度梯度螺旋折流板储罐作为温度梯度储罐或浓度梯度储罐的应用，其特征在于，所述罐体为立式布置，当用于温度梯度储罐时，高温端在上方，低温端在下方；当用于浓度梯度储罐时，密度小的在上方，密度大的在下方。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，当用于温度梯度储罐时，其运行工艺包括以下步骤：

(1)高温流体从罐体上方自流体进出口管流入或流出储罐，低温流体从罐体下方自流体进出口管流出或流入储罐；

(2)蓄热功能：当用电波谷或者太阳能能源丰富的工况下，可以将系统产生的高温流体从罐体上方自流体进出口管通入储罐中，从罐体下方自流体进出口管排出低温流体，通过不断循环置换，提升温差储罐内流体的平均温度，达到蓄能目的；此时由于螺旋折流板扇形区域的结构设计，一方面延长了流体的路程和逗留时间，另一方面多层折流板以及三角区堵漏设计实现储罐大空间内温度梯度分层的效果；

(3)放热功能：当用电高峰或太阳能热能不足时，需要放出热量，将高温流体从罐体上方自流体进出口管流出，放热后的低温流体从罐体下方自流体进出口管流回储罐；

(4)蓄冷功能：当用电波谷时，将系统产生的低温流体从罐体下方自流体进出口管通入储罐中，从罐体上方自流体进出口管排出高温流体，实现将多余的冷量分层储存于储罐中的蓄冷功能；

(5)放冷功能：当用电负荷高峰期时，放出冷量，将低温流体从罐体下方自流体进出口管流出，高温流体从罐体上方自流体进出口管流回储罐。

7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，当用于浓度梯度储罐时，其运行工艺包括以下步骤：

低浓度流体从罐体上方自流体进出口管流入或流出储罐，高浓度流体从罐体下方自流体进出口管流出或流入储罐；此时密度大的在下方，密度小的在上方，有利于抑制扩散和对流，减少流体微团混合；同时，储罐中的螺旋折流板扇形区使得流体呈现出折流型的流线，可以有效的实现大空间储罐内的稳定分层，在储罐的大空间中实现浓度的梯度分布，而几乎不存在质量交换等过程的发生；而三角区用于封堵扇形区域的三角缺口，防止不同浓度液体的漏流与混合；最终，通过浓度梯度储罐所储存的流体总体平均浓度的改变，有效实现系统对浓度调节的需求。