[发明专利]包括温度梯度控制的混凝土和热管热交换和能量储存(TXES)

摘要

一种热俘获、储存和交换布置包括至少一个热交换和储存(TXES)阵列，其中每个TXES阵列包括一个或多个TXES元件，其接收热源流体和工作流体的流体流，TXES元件提供热源流体和TXES元件之间的热能传递。歧管系统向TXES元件的输入提供工作流体，并且从TXES元件的输出接收工作流体。使用可与TXES阵列一起操作的至少一个热发动机从TXES阵列提取热量并且将热量转换为机械能，其中热发动机选择性地连接至TXES阵列的歧管系统，以使工作流体通过TXES元件，使得在工作流体和TXES元件之间发生热能传递。

主权项

1.一种热俘获、储存和交换装置，包括：至少一个热交换和储存阵列，所述至少一个热交换和储存阵列中的每个热交换和储存阵列包括：多个热交换和储存元件，每个热交换和储存元件被配置成接收热源流体和工作流体中的每个从其中通过的流体流，其中，所述多个热交换和储存元件中的每个热交换和储存元件提供所述热源流体和所述热交换和储存元件之间的热能传递；以及歧管系统，其经由管道连接至所述多个热交换和储存元件，以便向所述多个热交换和储存元件的输入提供所述工作流体并且从所述多个热交换和储存元件的输出接收所述工作流体；以及至少一个热发动机，其与所述至少一个热交换和储存阵列能够一起操作以从所述至少一个热交换和储存阵列提取热量并且将热量转换成机械能，所述至少一个热发动机中的每个热发动机选择性地连接至相应热交换和储存阵列的歧管系统以使所述工作流体通过相应热交换和储存阵列的所述多个热交换和储存元件中的一个或多个热交换和储存元件，使得在所述工作流体和一个或多个相应的热交换和储存元件之间发生热能传递；阀门系统，其包括在连接所述歧管系统和所述多个热交换和储存元件的所述管道中，以控制所述工作流体通过所述至少一个热交换和储存阵列的所述多个热交换和储存元件的质量流动；多个传感器，其被布置在所述热俘获、储存和交换装置中，以从所述热源流体、所述多个热交换和储存元件和所述工作流体中的一个或多个获取温度和压力读数中的至少一个；过程控制器，其被配置成：标识所述至少一个热发动机的每个热发动机的最佳操作参数；从所述多个传感器接收所述温度和压力读数中的至少一个；基于所标识的每个热发动机的最佳操作参数和所接收的温度和压力读数中的至少一个，控制所述阀门系统的操作以将所述至少一个热发动机的每个热发动机流体地连接至所述至少一个热交换和储存阵列的一个或多个最佳热交换和储存元件，以使所述工作流体从热发动机通过以提取热量；其中，所述多个热交换和储存元件包括具有不同热交换和热储存特点的热交换和储存元件，使得至少一个热交换和储存元件的热交换和热储存特点不同于至少一个其他热交换和储存元件的热交换和热储存特点。