[发明专利]一种基于四氧化三钴储热介质面向太阳能的储能反应器

说明书

本发明公开一种基于四氧化三钴储热介质面向太阳能的储能反应器，包括:氧气循环装置、换热装置和反应装置；氧气循环装置、换热装置和反应装置互相连通；反应装置包括反应壳体、集热机构、分离器、驱动机构、蓄热管道、上盖板和下底板；集热机构和分离器设置在反应壳体的顶部，蓄热管道嵌设在反应壳体内壁中，下底板设置在反应壳体内腔底部，上盖板设置在下底板的上方，上盖板与下底板之间形成储料腔，储料腔内填充有颗粒状四氧化三钴，上盖板的一侧与驱动机构连接，蓄热管道设置为蛇形盘管结构，蓄热管道顶部管口为封闭设置，蓄热管道底部管口伸出反应壳体内壁且位于下底板下方，氧气循环装置和换热装置均与蓄热管道顶部连通。

技术领域

本发明涉及太阳能热化学储能技术领域，特别是涉及一种基于四氧化三钴储热介质面向太阳能的储能反应器。

背景技术

我国现有的能源体系中，煤炭是主要能源，特殊的能源禀赋和经济社会发展需求，决定了我国对“燃煤取能”的依赖。然而煤燃烧带来的高强度碳排放问题给我国“双碳”目标的实现带来重大挑战。目前已经制备了具有立方体微纳结构的、稳定性强的四氧化三钴储热介质。但是相应的反应器发展不成熟。现有的反应器大多存在储能与释能分开后损失大，效率低等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于四氧化三钴储热介质面向太阳能的储能反应器，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种基于四氧化三钴储热介质面向太阳能的储能反应器，包括:氧气循环装置、换热装置和反应装置；

所述氧气循环装置、所述换热装置和所述反应装置互相连通；

所述反应装置包括反应壳体、集热机构、分离器、驱动机构、蓄热管道、上盖板和下底板；

所述集热机构和所述分离器设置在所述反应壳体的顶部，所述蓄热管道嵌设在所述反应壳体内壁中，所述下底板设置在所述反应壳体内腔底部，所述上盖板设置在所述下底板的上方，所述上盖板与所述下底板之间形成储料腔，所述储料腔内填充有颗粒状四氧化三钴，所述上盖板的一侧与所述驱动机构连接，所述蓄热管道设置为蛇形盘管结构，所述蓄热管道顶部管口为封闭设置，所述蓄热管道底部管口伸出所述反应壳体内壁且位于所述下底板下方，所述氧气循环装置和所述换热装置均与所述蓄热管道顶部连通。

所述集热机构包括上端盖和透光镜；

所述上端盖固接在所述反应壳体的顶面，所述上端盖顶面开设有若干透光孔，所述透光镜通过螺栓设置在所述透光孔孔口处外壁。

所述分离器设置在所述上端盖顶面，所述上端盖的顶面还开设有分离孔，所述分离孔连通所述分离器和所述反应壳体内腔。

所述驱动机构包括驱动电机和转动轴；

所述驱动电机设置在所述反应壳体外部，所述驱动电机输出端与所述转动轴一端固接，所述转动轴的另一端贯穿所述反应壳体内壁并与所述上盖板侧面固接。

所述换热装置包括第一换热器、压缩机、第二换热器、第一单向阀和三通阀；

所述第一换热器输入端连通所述蓄热管道顶部一侧，所述第一换热器的输出端连通所述压缩机输入端，所述三通阀分别连通所述压缩机输出端、所述分离器输出端和所述第二换热器输入端，所述第二换热器输出端连通所述氧气循环装置，所述第一单向阀设置在所述第一换热器的输入端上。

所述氧气循环装置包括储气罐、进气管和风机；

所述储气罐分别与所述第二换热器和所述进气管的一端连通，所述进气管的另一端连通所述蓄热管道顶部另一侧，所述风机设置在所述进气管上。

所述蓄热管道内设置有蓄热陶瓷。

所述上盖板设置为与所述反应壳体内腔截面相适配的圆形结构，所述上盖板设置为石英透光板。