[发明专利]一种蒸汽固体蓄热装置及其蓄放热方法

说明书

本发明公开了一种蒸汽固体蓄热装置及其蓄放热方法，装置包括蓄热体保温层、蓄热体结构、换热风机和盘管换热器；蓄热体结构上开设有空气换热流道；蓄热体结构设置于蓄热体保温层之内，且蓄热体结构的第一端、第二端与蓄热体保温层之间分别设置有第一预留空间、第二预留空间；第一预留空间内设置有间隔挡板，将第一预留空间分隔为第一上预留空间和第一下预留空间；换热风机的风机出口连通第一上预留空间，风机入口连通第一下预留空间；盘管换热器的换热盘管两端接口分别连接蒸汽进出管路和水进出管路。本发明通过利用蓄热体结构来存储过热蒸汽的热量，安全性高，能够实现蒸汽的大规模大流量的低压工况的安全存储。

技术领域

本发明属于蒸汽蓄热技术领域，具体涉及一种蒸汽固体蓄热装置及其蓄放热方法。

背景技术

社会快速发展所需的能源急剧增加，化石燃料燃烧引起的环境污染问题日益加剧，而储能技术既可以利用新能源，减少温室气体排放；又能够储存废热，提高一次能源的利用效率；还能够削峰填谷维持电网稳定，从而使其受到广泛关注。蓄热技术的发展为高效利用太阳能等稳定性弱、时空分配不均的可再生能源提供可能，从而缓解环境污染问题，提高能源安全。

现在常用的蓄热技术有显热、潜热(此两种为热物理蓄热)和热化学蓄热。其中，显热蓄热利用高比热容材料的温升储存热量，储能密度为30-80kWh/m3，其储存方式简单、储能成本低，但系统体积过大且热损失严重。潜热蓄热利用材料的相态变化储存热量，储能密度为83-140kWh/m3，其相变过程中温度稳定，但材料易老化，有些材料腐蚀性强且热损失较大。

目前随着清洁能源风电光伏发电装机容量的快速增长，越来越多的燃煤火电或燃气电厂出现了深度调峰和停机备用的情况，但热电厂的工业蒸汽供应又不能中断，如果能够实现利用深度调峰火电机组的调峰蒸汽进行蓄热，在需要的时候进行放热供蒸汽，就可以解决很多热电厂的低负荷或停机状态下的工业蒸汽供应问题。但目前的蒸汽存储技术都是依靠高压高温水罐存储，这样的蒸汽存储设备不但蓄热量有限，而且罐体压力高，安全性较差。如何实现蒸汽的大规模大流量的低压工况的安全存储，成为本申请要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蒸汽固体蓄热装置及其蓄放热方法，以实现蒸汽的大规模大流量的低压工况的安全存储。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明第一方面，提供了一种蒸汽固体蓄热装置，包括蓄热体保温层、蓄热体结构、换热风机和盘管换热器；

所述蓄热体结构上从第一端到第二端开设有多条贯通的空气换热流道；

所述蓄热体结构设置于所述蓄热体保温层之内，且所述蓄热体结构的第一端与所述蓄热体保温层之间设置有第一预留空间，所述蓄热体结构的第二端与所述蓄热体保温层之间设置有第二预留空间；

所述第一预留空间内设置有间隔挡板，将所述第一预留空间分隔为第一上预留空间和第一下预留空间两部分；所述换热风机的风机出口连通所述第一上预留空间，所述换热风机的风机入口连通所述第一下预留空间；

所述盘管换热器设置于风机入口和风机出口之间的风道内，所述盘管换热器的换热盘管两端接口分别连接蒸汽进出管路和水进出管路；

所述第一上预留空间、与第一上预留空间连通的空气换热流道、第二预留空间、与第一下预留空间连通的空气换热流道、风机入口、风道和风机出口组成风循环结构。

进一步的方案中，所述风机入口和风机出口均安装在所述蓄热体保温层的壁面上。

进一步的方案中，所述蓄热体保温层安装在蒸汽固体蓄热装置外壳之内，所述蒸汽进出管路和水进出管路穿过所述蒸汽固体蓄热装置外壳连接所述盘管换热器的换热盘管。

进一步的方案中，所述蓄热体结构之内设置有电加热元件。