[发明专利]一种蒸汽固体蓄热系统

说明书

一种蒸汽固体蓄热系统，它包括：固体蓄热体，换热器，凝水罐，集汽罐，调节阀，循环风道，驱动风机组，阀门，技术要点是：在循环风道的闭合回路内依次设有驱动风机组、翅片换热器及固体蓄热体；所述翅片换热器的两个端口分别与凝水罐、集汽罐连接；所述集汽罐分别经阀门与蒸汽输入口、饱和蒸汽输出口连接；所述凝水罐出口依次通过阀门、压力调节阀与高温冷凝水出口连接；所述凝水罐进口通过阀门与压力水入口连接。在系统蓄放热循环中，放热端与吸热端之间采用空气作为导热交联介质，简化了用水做蓄热、放热循环过程导热介质时，需要在换热管道系统中增加防止低温冷凝水产生水击现象的疏水结构和考虑高温状态下汽化水蒸汽压力升高带来的安全问题。

技术领域

本发明属于固体储热技术领域，尤其是涉及一种蒸汽固体储热系统。

背景技术

热电厂与热源厂都是通过锅炉燃烧煤炭或天燃气产生的热能制取蒸汽，输送给汽轮机组发电或直接输送给热用户使用的。由于锅炉输出蒸汽的特性曲线与汽轮机组发电负荷变化或热用户需求曲线不一致，会造成锅炉产出过剩或出力不足的蒸汽输出。如何能有效解决，存储锅炉过剩的蒸汽热能在蒸汽使用峰期释放输出，增加蒸汽锅炉的输出调节能力，提高蒸汽热能利用率的难题。

发明内容

针对上述所存在的问题，本发明提供了一种设置在热电厂与热源厂侧，与蒸汽锅炉并行运行调节蒸汽锅炉蒸汽输出量和用热需求量相一致的蒸汽固体蓄热系统。

本发明所采用的技术方案如下：一种蒸汽固体蓄热系统，它包括有：固体蓄热体，翅片换热器，凝水罐，集汽罐，压力调节阀，循环风道，驱动风机组，阀门若干，其特征在于：在循环风道的闭合回路内依次设置有驱动风机组、翅片换热器及固体蓄热体；所述翅片换热器的两个端口分别与凝水罐、集汽罐相连接；所述集汽罐分别经阀门与蒸汽输入口、饱和蒸汽输出口相连接；所述凝水罐出口依次通过阀门、压力调节阀与高温冷凝水出口相连接；所述凝水罐进口通过阀门与压力水入口相连接。

本发明包括：所述固体蓄热体为硅酸盐类耐温材料烧结的蓄热砖砌筑或为硅酸盐类耐温浇筑料浇筑的立方体结构，该结构内还均匀设置有与循环风道相联通的阵列分布风道通孔。

本发明还包括：在所述固体蓄热体外保温层的内侧还设置有建立循环风道的隔板。

本发明还包括：所述的翅片换热器是具有通过空气作为循环导热介质，向固体蓄热体释放蒸汽相变热能及吸收固体蓄热体释放产生饱和蒸汽热能的阵列分布的耐压耐高温金属管构件。

本发明还包括：所述的凝水罐、集汽罐为耐热金属制成的圆柱形压力容器。

本发明还包括：所述的驱动风机组由多台变频风机构成，是能够控制循环风道内热空气流动方向、流量的装置。

蓄热机理：

本发明的蒸汽固体蓄热系统，在系统蓄热、放热循环过程中，放热端与吸热端之间采用空气作为导热交联介质，简化了用水做蓄热、放热循环过程导热介质时，需要在换热管道系统中增加防止低温冷凝水产生水击现象的疏水结构和考虑高温状态下汽化水蒸汽压力升高带来的安全问题，而增加的热交换管道材料壁厚的成本；也克服了导热油做蓄热、放热循环过程导热介质时，一般导热油存在的310℃工作温度上限的问题，不能将高于310℃的蒸汽热能向固体蓄热体安全传输，限制了超过导热油温度上限温度区间高温蒸汽热能向固体蓄热体的存储；还克服了熔盐做蓄热、放热循环过程导热介质存在的低于相变点温度时会固化，使熔盐泵不能正常工作的问题。具有结构简单调节方便，固体材料来源广泛价格低廉的特点。