[实用新型]一种高稳定性储热及高效率放热的固体储热装置

说明书

本实用新型公开了一种高稳定性储热及高效率放热的固体储热装置，它包括有：蒸汽热源，固体储热体，给水罐体，饱和蒸汽罐体，储水箱，换热器，阀门，其技术要点是：给水罐体下部设有固定支座，饱和蒸汽罐体下部设有滑动支座；在固体储热体的输出纵向母管与饱和蒸汽罐体之间的输热管上还均布有用于缓冲换热管组对饱和蒸汽罐体轴向推力的膨胀节；蒸汽热源通过管路及蒸汽阀门依次与设在固体储热体顶端的换热管组相连接，并用纵向母管串连连通下层相邻的换热管组，构成“蛇形”往复连接结构；通过饱和蒸汽罐体下部滑动支座移动，以消除通过膨胀节缓冲后，对饱和蒸汽罐体产生推力。

技术领域

本实用新型属于固体储热技术领域，尤其涉及一种具有高稳定性储热及高效率放热的固体储热装置。

背景技术

本公司在利用“一种用固体砌块砌筑的蓄热及热转换装置”（见专利：202020175002.5）中的技术，向燃煤、燃气热电厂和热源厂提供固体蒸汽蓄热储存及放热装置，为用户存储多余的蒸汽热能时，发现现有技术存在如下不足：1、阀门过多；2、简单串连的格栅密封腔体在进行蒸汽储热工作时，蒸汽放热循环通道阻力过大；3、装置在放热工作状态时，由于没有对固体储热体按不同储热温度分区，在储热温度较低的固体蓄热体分区内，热能利用率低；4、镶嵌在固体储热体中的换热管没有设置热膨胀缓冲结构，使具有较大热线胀系数的金属换热管会涨裂较低线胀系数的固体储热体；5、装置的各部件间缺少热应力释放构件。因此有必要采取合适的技术改进措施，以确保装置整体结构的稳定性安全性和热输出效率。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提出了一种具有高稳定性储热及高效率放热的固体储热装置。在固体储热体内采用多组并联蒸汽放热通道结构减少蒸汽传输阻力；在固体蓄热体内建立低温循环水预热通道，高效利用固体储热体中的热能；在装置内各部件之间构成系统性的膨胀结构，以提高设备结构的热稳定性。

本实用新型所采用的技术方案如下：一种高稳定性储热及高效率放热的固体储热装置，它包括有：蒸汽热源，固体储热体，换热管，柔性封头，横向母管，纵向母管，给水罐体，饱和蒸汽罐体，储水箱，换热器，阀门若干，其特征在于：在给水罐体下部设置有固定支座，在饱和蒸汽罐体下部设置有滑动支座；在固体储热体的输出纵向母管与饱和蒸汽罐体之间的输热管上还均布有用于缓冲换热管组对饱和蒸汽罐体轴向推力的膨胀节；蒸汽热源通过管路及蒸汽阀门与设在固体储热体顶端的换热管组相连接，并用连通纵向母管串连下层相邻的换热管组，构成往复“蛇形”的换热管组串连连接结构；所述给水罐体依次通过循环水阀门、输入纵向母管及输入横向母管与固体储热体内的换热管相连通，经固体储热体换热管依次通过输出横向母管、输出纵向母管及膨胀节、蒸汽出口阀门与饱和蒸汽罐体相连通；所述连接储水箱的补水泵与预热水阀门相连的换热管组连接后再依次与膨胀节、热水出口阀门、饱和蒸汽罐体相连通。

本实用新型包括：所述的换热管组包括设置在固体储热体内的若干换热管，以及与之所对应设置的输入纵向母管、输入横向母管、输出横向母管和输出纵向母管。

本实用新型还包括：在固体储热体与换热管之间的环形间隙内填满有用于消除热应力的细粉状填料，在固体储热体与换热管之间环形间隙的封头处还充填有耐高温柔性封头。

所述滑动支座用于支撑饱和蒸汽罐体的同时，使换热管对饱和蒸汽罐体产生的膨胀推力进行释放。

将装置的给水罐体作为膨胀热位移的起点，用固定支座支撑和固定；换热管穿过固体储热体时周围充满细粉状填料，可在其中沿轴向自由移动，换热管组与饱和蒸汽罐体通过膨胀节相连接，饱和蒸汽罐体用滑动支座支撑。当固体储热体及各金属部件受热时，膨胀所引起的热位移自固定点开始向滑动支座侧传递，通过膨胀节缓冲后，对饱和蒸汽罐体产生推力，使饱和蒸汽罐体通过滑动支座产生释放位移，从而消除了整体结构由膨胀所产生的热应力。

所述固体储热体从底部起由低位到高位，按换热管组布置间隔为分界点所对应的动态温度，划分为预热温区和蒸汽温区。