[发明专利]一种钢铁储能装置

说明书

一种钢铁储能装置，包括电热转换装置、热储能装置和热输出装置；所述电热转换装置与热储能装置连接，热储能装置与热输出装置连接；所述电热转换装置是将电能转化为热能的电加热设备；所述热储能装置包括储热体和设置在储热体内部钢铁储热材料；所述钢铁储热材料为多个厚壁钢管，厚壁钢管按照多排纵向竖直安装在储热体内，每个厚壁钢管之间预留一定间隔；所述热输出装置在保温期间将储存在热储能装置的储热体内中的热能进行稳定、可控的输出利用。

技术领域

本发明涉及储能方法技术领域，尤其涉及一种钢铁储能装置。

技术背景

随着能源短缺和环境污染问题的日益突出，利用新能源、提高能源的利用率越来越受到人们的重视。能量存储技术，作为解决能量供给－需求失衡问题的重要方法，备受国内外企业及相关研究机构的青睐。

现有技术的加热储热装置解决了直接使用高压电加热储能材料水的安全性问题，同时节省了变压器的投资，降低了设备成本。但是用水储热，温度不能超过100℃，这样制约了储热的使用范围，例如不能生产高温蒸汽。

固体储热目前也是成熟的技术，其储热材料是耐火材料。储热温度也比较 高，达到400—500℃，由于是空气绝缘，高电压直供安全距离要求较大，所以储热体内容积使用率较低，影响储热量。另外，其电加热和储热都是依靠热空气作为介质进行换热，由于空气热容很小，要完成大功率用热，就需要流量很大的风机和换热装置，所以使用范围也受到一定的限制。

目前，包括风能、太阳能等在内的可再生能源的发展使储能技术日益受到关注。可再生能源存在的一大问题是其不稳定性，不同时刻的外界气候条件会导致发电量的大幅波动，这对并网运行或是与用户需求的匹配都造成了很大的负面影响。因此，发展合适的储能技术调节不同时段的发电量以满足并网或用户的需求是至关重要的。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种能高温储能、稳定性较高的钢铁储能装置。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种钢铁储能装置，包括电热转换装置、热储能装置和热输出装置；所述电热转换装置与热储能装置连接，热储能装置与热输出装置连接；所述热储能装置包括储热体和设置在储热体内部钢铁储热材料；所述钢铁储热材料为多个钢管，钢管按照多排纵向竖直安装在储热体内，每个钢管上包括至少一个对称的纵向通孔；所述电热转换装置是一个电加热设备，电加热设备包括多个电加热器，电加热器均匀的安装在钢铁储热材料中，通过热辐射将储热体内设置的钢铁储热材料进行加热，将其电能转化为热能储存在钢铁储热体内；所述热输出装置包括内换热器、外换热器、循环泵、换热介质以及连接管道；所述内换热器位于钢铁储热材料中；所述循环泵为换热介质提供循环动力；在保温期间，换热介质在内换热器中与钢铁储热材料进行热交换，吸收钢铁储热材料内的热能，将热能输出到外换热器，与需要加热的介质进行换热，循环介质放出热量后，再次循环至内换热器中与钢铁储热材料进行热交换，这样一直循环下去，从而将储存在钢铁储热材料中的热能进行稳定、可控的输出利用。

进一步地，所述储热体包括储能内封闭壳体和封闭外壳体，所述钢铁储热材料设置在该储能内封闭壳体内；所述封闭外壳体套装设置在所述储能内封闭壳体，二者间具有一真空腔体，通过真空保温，将储热体内的钢铁储热材料进行保温。

进一步地，所述电加热器为电加热棒、陶瓷加热器、加热圈等加热设备；所述电加热器均匀的安装在钢管的其中一个通孔内，或者安装在钢管与钢管的空隙中；电加热器通电后，通过热辐射，将电能转化为温度在600- 1200℃的热能储存在钢管内。

进一步地，所述陶瓷加热器包括电热丝和绕在电热丝周围的耐热绝缘陶瓷管，耐热绝缘陶瓷管以一定的间隔分布在电热丝周围。

进一步地，所述热输出装置的内换热器是由每个钢管中间剩余的通孔通过串联、并联或者二者的结合连接组成的；所述换热介质流经钢管中间的通孔与钢管进行热交换，将储存在钢管内的热能输出。