蓄热器的制造方法

蓄热器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种蓄热器，所述蓄热器包括被放置在室(14)中的储能介质(12)的床(11)，所述室包括外壳(34)和放置在所述外壳和所述储能介质之间的保护层(22)，所述保护层(22)与所述储能介质接触，具有大于50mm的最小厚度，且至少部分地包括保护材料，以基于氧化物的重量百分比计，所述保护材料的组成满足：-Fe2O3+Al2O3+CaO+TiO2+SiO2+Na2O+K2O>80％，和-其他氧化物：补充至100％。
【专利说明】蓄热器

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种储热蓄热器，以及涉及一种包括该蓄热器的热装置。

【背景技术】
[0002]能量(例如，热能)的储存，用来及时改变所述能量的产生和消耗。
[0003]热能储存也可用于利用软能源，例如，太阳能，该能源是可再生的，但间歇地形成。能量储存也可用于利用在“非高峰”时间(在该“非高峰”时间期间，电费是最低的)和“高峰”时间(在该“高峰”时间期间，电费是最高的)之间的电价的差异。例如，在产生被储存在热蓄热器中的热能的压缩空气能量储存的情况下，消耗电力的压缩阶段在非高峰时间期间以最低的成本被有利地进行，而产生电力的膨胀阶段在高峰时间期间进行，以便根据需要，以有利的电费，提供可被注入到输电网中的电力。
[0004]照惯例，热能被储存在蓄热器的储能介质的填充床中，例如，在卵石床中。
[0005]通过传热流体流和蓄热器之间的热交换的储存操作，照惯例被称为“充注阶段”，在充注期间进入蓄热器的传热流体被称为充注传热流体。
[0006]热能的传递可引起这些储能介质的温度的增加(明显的储热)和/或这些介质的相变(潜在的储热)。
[0007]然后，通过传热流体流和储能介质之间的热交换，所储存的热能可被还原。照惯例，该操作被称为释放阶段，在释放期间进入蓄热器的传热流体被称为释放传热流体，在充注阶段结束和在释放阶段开始之间经过的时间被称为储存时间。
[0008]“A review on packed bed solar energy storage systems”， Renewable andSustainable Energy Reviews, 14(2010),第 1059 页-第 1069 页,描述了蓄热器领域的现有技术。
[0009]在蓄热器的运行期间，特别当传热流体为潮湿空气时，空气中的水分的冷凝物腐蚀蓄热器的材料。此外，在高压下，存在于空气中的水分会冷凝且与存在的其他冷凝物或污染物混合。于是，其他的冷凝物或污染物可使水变酸，因此是腐蚀性的。这引起蓄热器的使用寿命的显著降低(在工业装置中，该使用寿命应该是长于20年，或甚至长于30年)，因此引起整个成本的增加。
[0010]因此，存在增加蓄热器的使用寿命的需求，特别是关于腐蚀性的酸腐蚀，特别在高于350°C、或甚至高于500°C的工作温度下，尤其是对于通过潮湿空气充注的蓄热器。
[0011]本发明的目的是至少部分地满足该需求。


【发明内容】

[0012]根据本发明，利用蓄热器、特别是显热蓄热器实现该目的，所述蓄热器包括被放置在室中的储能介质的床，所述室包括外壳和放置在所述外壳和所述储能介质之间的保护层，所述保护层与所述储能介质接触，具有大于50mm的最小厚度，且至少部分地，优选全部地包括保护材料，以基于氧化物的重量百分比计，所述保护材料的组成满足:
[0013]-Fe203+Al203+Ca0+Ti02+Si02+Na20+K20>80 %，和
[0014]-其他氧化物:补充至100%。
[0015]发明人已发现，根据本发明的蓄热器具有更长的使用寿命，特别是在根据本发明的应用中，其中，储能介质与酸性液体接触。
[0016]在第一实施方式中，保护层的材料或保护材料的组成优选满足:
[0017]-Fe203+Al203+Si02>80 %，优选 Fe203+Al203+Si02>90 %，和 / 或
[0018]-Al203>60 %，优选 Al203>85 %，优选 Al203>95 %，和 / 或
[0019]-Fe203〈20%，优选 Fe203〈10%，优选 Fe203〈3%，和 / 或
[0020]-Si02〈10 %，优选 Si02〈5 %，优选 Si02〈2 %，和 / 或[0021 ] -Ca0<2 %，优选 Ca0〈 I %，优选 Ca0〈0.5 %，和 / 或
[0022]-Na20+K20〈0.5 %，优选 Na20+K20〈0.3 %，优选 Na20+K20〈0.2 %。
[0023]在第二实施方式中，保护材料的组成优选满足:
[0024]-25 % <Fe203<70 %，优选 Fe2O3MO %，和
[0025]-5 % <A1203<30 %，优选 Al203〈20 %，和
[0026]-Ca0〈20 %，优选 Ca0>3 %，和
[0027]-Ti02〈25%，优选 Ti02>5%，和
[0028]-3% <Si02〈50%，优选 Si02>5%和 / 或 Si02〈20%，和
[0029]-Na20+K20〈10 %，优选 Na20+K20〈5 %，和
[0030]-其他氧化物〈5%，优选其他氧化物〈3 %。
[0031]优选地，保护材料的大多数化合物选自氧化铝、铝土矿、尖晶石MgAl2O4、莫来石、黑招.丐石CaAl12O19、钦酸招、及其组合。
[0032]甚至更优选地，保护材料具有:
[0033]-低于20%，优选低于10%，优选低于5%的开孔孔隙度，和
[0034]-高于50MPa，优选高于70MPa，优选高于90MPa的压缩强度，和
[0035]-高于350°C,优选高于700 °C,优选高于900 V的耐热温度(pyroscopicresistance)。
[0036]优选地，保护层的最小厚度大于100mm,优选大于150mm。
[0037]优选地，保护层被孔贯穿。
[0038]保护层还用来将绝缘层放置在外壳内部，放置在外壳和保护层之间。有利地，绝缘层，如同外壳，被保护层保护。因此，保护层可有助于维持绝缘层在适当的位置。因此，绝缘层的性质(绝缘层的类型、绝缘层的厚度、绝缘层的形式等)不受需要的引导，以抵抗施加于室中的应力。
[0039]对于室，特别有利的是包括保护层和绝缘层，这两个层有助于向蓄热器给予高的效率和长的使用寿命。
[0040]优选地，绝缘层在外壳和保护层之间延伸，绝缘层的热阻R1大于0.1m2.Κ/Ι，优选大于0.2m2.K/W，优选大于0.3m2.K/W，优选大于0.4m2.K/W，或甚至大于Im2.K/W，或甚至大于1.5m2.K/ff,或甚至大于2m2.K/ff,或甚至大于2.2m2.K/W。
[0041]绝缘层包括被称为绝缘材料的材料，或甚至由被称为绝缘材料的材料构成。优选地:
[0042]-绝缘材料的热导率低于2W/m.K，优选低于1.5ff/m.K，和/或
[0043]-绝缘层的机械压缩强度大于IMPa，优选大于2MPa，优选大于5MPa，和/或
[0044]-在500°C下所测量的绝缘材料的线性热膨胀系数低于0.5%，优选低于0.4%。
[0045]优选地，绝缘层的最小厚度大于150mm，优选大于300mm。
[0046]甚至更优选地，
[0047]-绝缘材料的二氧化硅含量低于50%，优选低于10%，优选低于I%，和/或
[0048]-绝缘材料的CaO含量低于10%，优选低于5 %，优选低于2 %，和/或
[0049]-绝缘材料的氧化铝含量高于40%，优选高于60 %，优选高于80 %。
[0050]优选地，绝缘材料的大多数化合物选自刚玉、尖晶石MgAl2O4、煅烧粘土、莫来石、黑招.丐石CaAl12O19、钦酸招、招土矿、及其组合。
[0051]还特别有利的是在保护层和绝缘层之间具有中间层，以促进滑动，且调节保护层和绝缘层之间的热膨胀的差异。
[0052]优选地，中间层的最大厚度低于10mm，且优选地，包括纤维材料，或甚至由纤维材料构成。
[0053]优选地，中间层包括含量大于30%，优选大于70%，优选大于90%的氧化铝。
[0054]优选地，中间层的热阻Rpi大于0.05m2.K/ff,优选大于0.1m2.K/W。
[0055]床的重量可大于700公吨。
[0056]本发明还涉及热装置，该热装置包括:
[0057]-产生热能的单元，例如熔炉、太阳能塔、压缩机，和
[0058]-根据本发明的蓄热器，和
[0059]-循环装置，所述循环装置在充注阶段期间，使充注传热流体从产生热能的单元循环至蓄热器，然后通过所述蓄热器。
[0060]在实施方式中，来自所述产生热能的单元的传热流体在所述蓄热器中冷凝成酸性液体的形式，和/或以低于1000°c且高于350°C，或甚至低于800°C且高于500°C的温度进入蓄热器。
[0061]根据本发明的蓄热器特别适合于在这些条件下。
[0062]产生热能的单元可以包括压缩机。
[0063]在实施方式中，热装置还包括热能消耗单元，循环装置在释放阶段期间，使释放传热流体通过所述蓄热器，然后从所述蓄热器循环至热能消耗单元。热能消耗单元可包括涡轮机。
[0064]本发明还涉及一种用于运行根据本发明的热装置的方法，调整蓄热器的绝缘层，使得在运行条件下，在充注循环和释放循环结束时，来自蓄热器的热损失低于10%，也就是说，在释放阶段结束时复原的能量高于在充注阶段结束时注入到蓄热器中的总能量的90 %。优选地，这些损失低于8 %，优选低于5 %，优选低于3 %，优选低于I %，优选地，储存时间短于48小时，优选短于24小时。

【专利附图】

【附图说明】
[0065]根据接下来的描述和实施例以及对附图的审阅，本发明的其他目的、方面、性能和优点将进一步显现，其中:
[0066]-图1a和图1b示意性地示出分别在充注阶段和释放阶段期间的根据本发明的热装置；
[0067]-图2示意性地示出在图1中的热装置的蓄热器；
[0068]-图3示出在图2中的蓄热器的侧壁的一部分的透视图。
[0069]在各个附图中，相同的附图标记被用来表示相同的或相似的部件。
[0070]
[0071]“产生热能的单元”不仅指特别用来产生热能的单元，像太阳能塔，还指当运行时产生热能的单元，例如压缩机。
[0072]术语“热装置”在广义上也应被理解为指任何包括产生热能的单元的装置。
[0073]术语“热能消耗单元”表示能够接收热能的元件。特别地，该元件可使消耗单元的温度增加(例如，在加热建筑物的情况下)和/或转化成机械能(例如，在燃气轮机中)。
[0074]在本描述中，为了清晰，术语“充注传热流体”和“释放传热流体”意为分别在充注阶段期间和在释放阶段期间，在蓄热器中流动的传热流体。
[0075]储能介质的“床”意为一组至少部分地在彼此上重叠的这种介质。
[0076]“预成型体”照惯例指一组通常是临时地被粘合剂连接的颗粒，且在烧结期间，其微观结构逐步形成。
[0077]“烧结”意为热处理，通过该热处理，预成型体的颗粒被加工，以形成将所述预成型体的其他颗粒结合在一起的基质。
[0078]为了清晰，术语“赤泥”意为由用于生产氧化铝和相应的干燥产品的方法产生的液体的或浆状的副产品。
[0079]根据行业中的通常惯例，氧化物含量与对于每种以最稳定的氧化物形式表示的相应的化学元素的总含量有关。
[0080]除非特别说明，基于氧化物，所有的百分比为重量百分比。
[0081 ] “含有一”或“包括一”意为“包括至少一个”，除非特别说明。

【具体实施方式】
_2] 热装置
[0083]如在图1中所示，根据本发明的热装置2包括产生热能的单元4、可选地热能消耗单元6、循环装置7、可选地未示出的腔体、和蓄热器10。
[0084]产生热能的单元4可用于产生热能，例如，熔炉或太阳能塔。
[0085]所述循环装置在充注阶段，使充注传热流体从产生热能的单元循环至蓄热器，然后通过所述蓄热器。
[0086]在实施方式中，产生热能的单元包括压缩机或甚至由压缩机组成，例如，由焚化厂或发电厂，特别是热能发电厂、太阳能发电厂、风能发电厂、水力发电厂或潮汐发电厂，以机械方式或电气方式供给的压缩机。
[0087]气态流体(优选绝热的气态流体)的压缩，通过增加其压力和其温度，引起能量在其中的储存。
[0088]由压力的增加而产生的能量可通过储存承压流体而被储存。该能量的复原可源自膨胀，例如在涡轮机中。
[0089]由温度的增加而产生的能量可被储存在根据本发明的蓄热器中。于是，该能量的复原源自与蓄热器的热交换。
[0090]热能可以为生产的副产品，也就是说，可不被如此期望。
[0091]优选地，产生热能的单元产生多于50kW、或甚至多于10kW的热能，或甚至多于300kW、或甚至多于1MW、或甚至多于5MW的热能。事实上，本发明特别用于高容量工业装置。
[0092]产生热能的单元可以包括适合于与蓄热器直接或间接热交换的热交换器。
[0093]优选地，根据本发明的热装置包括热能消耗单元6，在释放阶段期间，所述循环装置使释放传热流体通过所述蓄热器，然后从所述蓄热器循环至热能消耗单元。
[0094]特别地，热能消耗单元6可以为建筑物或一组建筑物、水库、水池、与用于产生电力的发电机联接的涡轮机、消耗蒸汽的工业装置(例如，纸浆制造装置)。
[0095]在所示的实施方式中，热能消耗单元6包括热交换器6a，该热交换器6a适合于在由蓄热器10产生的释放传热流体(图1b)和二次传热流体在其中流动的二次线路6b之间进行热交换。二次线路被配置用于实施热交换器6a和例如建筑物6c之间的热交换。
[0096]循环装置7包括充注线路7a和释放线路7b，充注传热流体和释放传热流体可分别流动通过充注线路7a和释放线路7b。这些充注线路和释放线路分别用来在充注阶段期间在产生热能的单元4和蓄热器10之间实施热交换，以及在释放阶段期间在蓄热器10和热能消耗单元6之间实施热交换。
[0097]照惯例，循环装置7包括一组线路、阀门和受控制的泵/鼓风机/提取器，以便使蓄热器10选择性地
[0098]-与产生热能的单元连通，使得蓄热器在充注阶段期间(线路7a)，可以接收离开所述单元的充注传热流体，和
[0099]-与热能消耗单元连通，使得在释放阶段期间(线路7b)，离开蓄热器的被加热的释放传热流体可将热能传递至所述消耗单元，
[0100]并且，以便促使充注传热流体和/或释放传热流体流动通过蓄热器。
[0101]在充注阶段期间进入蓄热器的充注传热流体的温度优选低于1000°C，或甚至低于8000C，和/或优选高于350°C，或甚至高于500°C。
[0102]充注传热流体和释放传热流体可以具有或不具有相同的类型。
[0103]充注传热流体和/或释放传热流体可以是气体，例如，空气、蒸汽、或传热气体，或者可以是液体，例如，水或热油。
[0104]在实施方式中，储能介质永久地或临时地与酸性液体接触，该酸性液体的pH低于
6、或甚至低于5.5、或甚至低于5、或甚至低于4.5、或甚至低于4，特别地，该酸性液体是水性的。事实上，在这些条件下，本发明是特别有利的。
[0105]然而，本发明不受限于特别的传热流体。
[0106]优选地，特别地，当充注传热流体和释放传热流体具有相同的类型时，并且当充注传热流体(例如空气)已经受了产生于压力的增加(例如，增至50bar,或甚至10bar,或甚至150bar)的温度的增加时，热装置可包括用于临时储存从蓄热器流出的冷却的充注传热流体的腔体。腔体的体积通常大于20000m3，或甚至大于100000m3。
[0107]腔体优选具有低的渗透性，或甚至对于充注传热流体是非渗透的。
[0108]在图2中更加详细示出的蓄热器10包括放置在室14中的储能介质12的床11。
[0109]储能介质的床
[0110]优选地，蓄热器为显热蓄热器，也就是说，确定储能介质的材料和充注温度和释放温度，使得储能介质在热装置的运行期间仍是固体的。事实上，在显热蓄热器中，传热流体的冷凝的可能性是最高的。
[0111]优选地，储能介质的材料结合来自尤其通过拜耳法的氧化铝的生产的残留物，特别地，所述方法被描述在1992年I月10日出版的版本T.1.的“Les techniques deI，ing6nieur，，，文章“m6tallurgie extractive de I ’ aluminium”,编号 M2340 中(尤其是起始于M2340-13页的第6章和在M2340-15页上的图7)。
[0112]优选地，储能介质通过烧结产生于初始进料的成形加工的预成型体而获得，基于初始进料的干物质，按重量百分比表示，初始进料包括大于10%，优选大于30%，优选大于50 %，优选大于60 %，优选大于70 %，优选大于80 %的产生于拜耳法的实施的赤泥。所述赤泥可以可选地在使用之前，例如在冲洗步骤和/或干燥步骤期间被转化。
[0113]优选地，以基于氧化物的重量百分比计，且总数为100%，储能介质具有下面的化学分析:
[0114]-25 % <Fe203<70 %，优选 Fe203〈65 %，或甚至 Fe203〈60 %，和 / 或优选 Fe203>30 %，优选 Fe203>35 %，优选 Fe2O3MO %，或甚至 Fe203>45 %，或甚至 Fe203>50 %，和
[0115]-5% <A1203<30 %，优选 Al203〈20 %，和
[0116]-Ca0〈20%，和
[0117]-Ti02<25 %，优选 Ti02〈20 %，优选 Ti02〈15 %，和
[0118]-3 % <Si02<50 %，优选 Si02〈40 %，优选 Si02〈30 %，优选 Si02〈20 %，优选Si02〈15%，和
[0119]-Na20+K20〈 10%，或甚至 Na20+K20〈5%，和
[0120]-Fe203+Al203+Ca0+Ti02+Si02+Na20+K20>80 %，优选 Fe203+Al203+Ca0+Ti02+Si02+Na20+K20>85 %，或甚至 Fe203+Al203+Ca0+Ti02+Si02+Na20+K20>90 %，或甚至 Fe203+Al203+Ca0+Ti02+Si02+Na20+K20>95%，和
[0121]-其他氧化物:补充至100%。
[0122]优选地，储能介质包括超过90 %，优选超过95 %，优选超过99 %的氧化物。
[0123]优选地，储能介质由烧结材料制成，优选在1000°C和1500°C之间的温度下，在该温度下，优选在长于0.5小时且优选短于12小时的保持时间期间，且优选在氧化气氛中，优选在空气中，而被烧结。
[0124]储能介质12的形状和尺寸不受限制。然而优选地，储能介质的最小尺寸大于
0.5mm,或甚至大于Imm,或甚至大于5mm,或甚至大于Icm和/或优选小于50cm,优选小于25cm,优选小于20cm,优选小于15cm。优选地,储能介质的最大尺寸小于10米,优选小于5米，优选小于I米。
[0125]特别地，像那些在US 6，889，963中描述的和/或在US 6，699，562中描述的，储能介质12可具有球和/或颗粒和/或实心砖和/或透孔砖的形状，和/或十字形元素和/或双十字形元素和/或实心元素和/或透孔元素。
[0126]储能介质被组装在室14中，以便构成床11。
[0127]床可以例如通过粘结储能介质而被组织，或者可以是无组织的(“块体”)。例如，床可具有大量粉碎部分的形式(而没有任何特定形状，例如大量卵石)。
[0128]床的高度优选大于Im,优选大于5m,优选大于15m,优选大于25m,或甚至大于35m,或甚至大于50m。
[0129]床的重量优选大于700T，优选大于2000T，优选大于4000T，优选大于5000T，优选大于7000T。
[0130]室
[0131]室14具有顶部开口 16和底部开口 18。
[0132]在实施方式中，蓄热器的在充注阶段期间充注传热流体进入蓄热器所通过的开口，为在释放阶段期间被加热的释放传热流体离开蓄热器所通过的开口。相反地，蓄热器的在释放阶段期间待被加热的释放传热流体进入蓄热器所通过的开口，为在充注阶段期间被冷却的充注传热流体离开蓄热器所通过的开口。
[0133]优选地，蓄热器的待被加热的释放传热流体进入蓄热器所通过的开口为蓄热器的底部开口 18。
[0134]优选地，蓄热器的被加热的释放传热流体离开蓄热器所通过的开口为蓄热器的顶部开口 16。
[0135]照惯例，室14包括外壳20，该外壳20通常是金属的，例如，由不锈钢或碳钢制成。外壳还可包括天然腔体或人工掘开的腔体的壁，可选地，具有用于加固所述壁和/或用于找平与储能介质接触的表面的内衬。特别地，天然腔体的壁可以为岩石。优选地，室14包括金属外壳。
[0136]特别地，如果蓄热器被掩埋，则未示出的冷却系统可被提供在外壳的外面。例如，该系统可使空气或液体，特别使水循环。
[0137]根据本发明，外壳20被与储能介质的接触的保护层22内部地保护。
[0138]保护层
[0139]保护层的材料或保护材料的组成如下:
[0140]-优选Fe203+Al203+Ca0+Ti02+Si02+Na20+K20>85 %，或甚至 Fe203+Al203+Ca0+Ti02+Si02+Na20+K20>90% ；
[0141]-优选Fe203+Al203+Si02>50 %，优选 Fe203+Al203+Si02>60 %，或甚至Fe203+Al203+Si02>70 %,或甚至 Fe203+Al203+Si02>80 %, Fe203+Al203+Si02>90 %,Fe203+Al203+Si02>95% ；
[0142]-优选地，Mg0、P205以及它们的混合物占其他氧化物的超过90%、超过95%、或甚至基本上100%。
[0143]在第一优选实施方式中:
[0144]-Al203>60 %，优选 Al203>70 %，优选 Al203>80 %，优选 Al203>85 %，优选 Al203>90 %，或甚至Al203>95 %，或甚至Al203>98 %，或甚至Al203>99 %。有利地，因此提高了对于可被包含在传热流体中的侵蚀化学试剂的攻击的抵抗力、以及尺寸稳定性；
[0145]-Fe203<20 %，优选 Fe203〈 15%,优选 Fe203〈 10 %，优选 Fe203〈5 %，优选 Fe203〈3 %，优选 Fe203〈l% ；
[0146]-Si02〈10 %，优选 Si02〈8 %，优选 Si02〈7 %，优选 Si02〈5 %，或甚至 Si02〈4 %，或甚至3102〈3<%，或甚至5102〈2%。有利地，因此降低了通过可包含在传热流体中的任何蒸汽的降解；
[0147]-Ca0〈2%，优选Ca0〈l%，优选Ca0〈0.5%。有利地，因此降低了由于由CaO与可被包含在传热流体中的CO2的反应而引起的碳化作用的降解；
[0148]-保护材料不具有基于含有CaO的水泥的粘合剂；
[0149]-Na20+K20<0.5%，优选Na20+K20〈0.3%，优选Na20+K20〈0.2%。有利地，因此降低了由于受到溶胀，特别由于传热流体中的蒸汽的存在的产品的形成，而引起的保护材料的降解。
[0150]在第二实施方式中，保护材料可具有下面的可选特征中的一种或多种:
[0151]-以基于氧化物的重量百分比计，且总数为100%，所述保护材料具有如下组成:
[0152]-25 % <Fe203<70 %，和
[0153]-5% <A1203〈30%，和
[0154]-Ca0〈20%，和
[0155]-Ti02〈25%，和
[0156]-3% <Si02〈50%，和
[0157]-Na20+K20〈 10%，和
[0158]-其他氧化物〈5%。
[0159]-所述保护材料的Fe2O3的含量优选大于30%,优选大于35%,优选大于40%,或甚至大于45 %,或甚至大于50 %,或甚至大于60 %,和/或优选小于65 %。
[0160]-Fe203+Al203>40 %，优选 Fe203+Al203>50 %，或甚至 Fe203+Al203>60 %，或甚至Fe203+Al203>70% ；
[0161]-所述保护材料的Al2O3的含量优选小于25%,优选小于20%；
[0162]-所述保护材料的CaO的含量优选大于3%，或甚至大于5 %，或甚至大于10% ；
[0163]-所述保护材料的T12的含量优选大于5%，或甚至大于10%，和/或优选小于20%，优选小于15% ；
[0164]-所述保护材料的S12的含量优选大于5%，或甚至大于8%，和/或小于40%，优选小于30%，优选小于20%，优选小于15% ;
[0165]-所述保护材料的Na2CHK2O的含量优选小于5% ；
[0166]-以基于氧化物的重量百分比表示，所述保护材料的“其他氧化物”的含量优选小于3%，或甚至小于2% ；
[0167]-优选地，以重量百分比计，保护材料包括超过90%，优选超过95 %，优选超过99%，或甚至基本上100%的氧化物。
[0168]优选地，保护材料的主要化合物选自氧化铝，特别是刚玉、铝土矿、尖晶石MgAl204、莫来石、黑铝钙石CaAl12O19、钛酸铝、及其组合，优选刚玉、铝土矿、和尖晶石MgAl204。
[0169]保护材料的开孔孔隙度优选低于20%，优选低于18%，优选低于15%，优选低于12%,优选低于10%，优选低于8%，优选低于6%，优选低于5%，或甚至低于4%，或甚至低于3%。
[0170]保护材料的压缩强度优选高于50MPa，优选高于60MPa，优选高于70MPa，或甚至高于90MPa。有利地，因此提高了对于储能介质的穿刺的抵抗力，尤其当储能介质被成堆放置时，因此，降低了保护层的机械损伤，增加了蓄热器的使用寿命。
[0171]保护材料优选具有高于在充注期间进入蓄热器的传热流体的温度的耐热温度。优选地，保护材料的耐热温度高于350°C，高于500°C，高于700°C，高于800°C，高于900°C，高于 1000Co
[0172]本领域的技术人员知道如何修改开孔孔隙度、压缩强度和耐热温度。
[0173]保护层的最小厚度，优选平均厚度，优选大于75mm,优选大于10mm,优选大于150mm,优选大于180mm,和/或优选小于500mm,优选小于400mm,优选小于300mm,优选小于250mmo
[0174]优选调整保护层的厚度和保护材料的类型，使得尤其当传热流体为空气和/或水蒸气时，冷凝等温线位于保护层的厚度中。有利地，水的渗透因此被延迟，蓄热器的使用寿命因此增加。
[0175]保护材料可以是熔融制品、浇注制品或烧结制品。特别地，保护材料可以是混凝土(优选自浇筑的)、或者泥砖(干的或湿的)。优选地，保护材料为混凝土。
[0176]保护材料的成形加工可产生于浇注(特别是振动浇筑)、压制(特别是振动压制、或等静压制)、撞锤、挤压、或这些众所周知的技术的组合。优选地，保护材料的成形加工产生于振动烧筑或压制。
[0177]如图3所示，保护材料优选包括一排成形部件或“块体”，这些块体的形状不受限制。
[0178]例如，保护层可具有叠加在彼此上的环形块体的组件的形式。
[0179]优选地，如图3所示，砖块具有互补的形状，能使它们的嵌套例如具有槽形的边缘或凸起的边缘。
[0180]优选地，块体优选通过接合材料(例如，水泥浆、砂浆或泥浆)而被接合，接合技术对于本领域的技术人员是熟知的。
[0181]优选地，以基于氧化物的重量百分比计，接合材料的氧化铝的含量高于80%，优选高于85 %，优选高于90 %，或甚至高于95 %。
[0182]特别地，如果蓄热器是小型的，则保护层也可以处于单件的形式。
[0183]保护层可产生于原位地(在蓄热器中)或不是原位地成形加工，特别是浇注(保护层或其部件(块体)在蓄热器中组装之前被成形加工)。优选地，保护层被原位成形加工。
[0184]优选地，保护层含有少于10 %的水，优选少于7 %，优选少于5 %，或甚至少于3 %，或甚至少于2%，或甚至少于1%的水。有利地，因此加速了蓄热器的温度上升。
[0185]在实施方式中，孔23优选在保护层的厚度的方向上贯穿保护层。特别地，这些孔可被制成通过接合部或通过块体。例如这些所钻的孔可例如具有在3mm和1mm之间的，例如5mm的等效直径。优选地，这些孔被均匀分布，例如以每个块体中一个孔的比例，例如在每个块体的中心，或根据预先确定的网格，例如具有Im边长的正方网格。
[0186]有利地，这些孔用来平衡在保护层的任一边上的压力。因此增加了保护层的使用寿命。
[0187]在另一个实施方式中，保护层在外壳和储能介质之间形成非渗透性的屏障。
[0188]优选地，绝缘层24在外壳20和保护层22之间延伸。
[0189]绝缘层的热阻R1优选大于0.1m2.K/W，优选大于0.2m2.K/W，优选大于0.3m2.K/W，优选大于0.4m2.K/ff,或甚至大于Im2.K/ff,或甚至大于1.5m2.K/ff,或甚至大于2m2.K/W,或甚至大于2.2m2.K/W。
[0190]绝缘层的材料(称为“绝缘材料”)的热导率优选比保护材料的热导率低大于20 %，优选大于50 %，或甚至比保护材料的热导率低大于70 %。优选地，绝缘材料的热导率低于2W/m.K，优选低于1.5ff/m.K，优选低于lW/m.K。在特定的实施方式中，绝缘材料的热导率在lW/m.K和1.5ff/m.K之间。
[0191]绝缘层的最小厚度,或甚至平均厚度优选大于150mm，优选大于200mm，优选大于300mm,优选大于400mm,和/或小于600mm。
[0192]在特定实施方式中，绝缘材料的热导率在lW/m.K和1.5ff/m.K之间，绝缘层的平均厚度大于150mm,优选大于200mm。
[0193]在特定实施方式中，绝缘材料的热导率在1.5ff/m.K和2W/m.K之间，绝缘层的平均厚度大于300mm,优选大于400mm。
[0194]优选地，绝缘材料的机械压缩强度高于IMPa，优选高于2MPa，或甚至高于3MPa，或甚至高于5MPa。有利地，绝缘材料的机械强度因此有助于蓄热器壁的机械强度。
[0195]在500°C下所测量的绝缘材料的线性热膨胀系数优选低于15.1-6oC ―1，优选低于10.1(T6°C '或甚至低于 8.1(T6°C '
[0196]本领域的技术人员知道如何修改绝缘材料的热导率、机械压缩强度和线性热膨胀系数。
[0197]绝缘材料优选包括其质量的大于90 %，优选大于95 %，优选大于99 %，优选基本上为100%的氧化物。
[0198]优选地，绝缘材料为陶瓷材料。优选地，以基于氧化物的重量百分比计，绝缘材料具有如下的化学组成:Fe203+Al203+Si02+Zr02>60 %，优选 Fe203+Al203+Si02+Zr02>70 %，优选Fe203+Al203+Si02+Zr02>80 %，优选 Fe203+Al203+Si02+Zr02>90 %。优选地，至 100 % 的补足物包括氧化物，该氧化物优选地选自Ti02、CaO、MgO, K2O, Na2O, P2O5、及其混合物。
[0199]优选地，以基于氧化物的重量百分比计，绝缘材料的二氧化硅含量低于50%，或甚至低于40 %，或甚至低于30 %，或甚至低于10 %，或甚至低于I %。有利地，因此降低了由易于在绝缘层的厚度中冷凝的侵蚀化学试剂(例如，苛性钠)引起的腐蚀。
[0200]优选地，以基于氧化物的重量百分比计，绝缘材料的CaO含量低于10%，优选低于5%，优选低于2%，优选低于1%。有利地，因此降低了绝缘材料的碳化灵敏度，从而增加了蓄热器的使用寿命。
[0201]优选地，以基于氧化物的重量百分比计，绝缘材料的氧化铝含量高于40%，优选高于50 %，优选高于60 %，优选高于65 %，优选高于70 %，或甚至高于80 %，或甚至高于90%。
[0202]优选地，绝缘材料的大多数化合物(具有最多重量含量的组分)选自刚玉、尖晶石MgAl2O4、煅烧粘土、莫来石、黑铝钙石CaAl 12019、钛酸铝、铝土矿、及其组合。
[0203]绝缘材料可以是熔融材料、浇注材料或烧结材料。特别地，绝缘材料可以是混凝土(优选自浇筑的)、泥块(干的或湿的)。优选地，绝缘材料为混凝土。优选地，绝缘材料为通过撞锤设置的干泥块，或优选自浇筑的混凝土。
[0204]绝缘材料的成形加工可产生于浇注(特别是振动浇注)、压制(特别是振动压制、或等静压制)、冲压、挤压、或这些众所周知的技术的组合。优选地，绝缘材料的成形加工产生于振动烧筑或压制。
[0205]绝缘层优选包括一排成形部件、或“块体”，这些块体的形状不受限制。优选地，块体优选通过接合材料(例如，水泥浆、砂浆或泥浆)而被接合。优选地，绝缘层的块体的接合部相对于保护层的接合部偏移。因此提高了外壳的保护。
[0206]特别地，如果蓄热器是小的，绝缘层还可以处于单件的形式。
[0207]绝缘层可产生于原位地(在蓄热器中)或不是原位地成形加工，特别是浇注(绝缘层或其部件(块体)在蓄热器中组装之前被成形加工)。优选地，绝缘层被原位成形加工。
[0208]优选地，绝缘层含有少于10 %的水，优选少于7 %，优选少于5 %，或甚至少于3 %，或甚至少于2%，或甚至少于1%的水。有利地，因此加速了蓄热器的温度上升。
[0209]优选地，中间层26在保护层22和绝缘层24之间延伸。尤其在充注循环和释放循环期间，中间层用来促进滑动，且用来调节保护层和绝缘层之间的热膨胀的差异。
[0210]优选地，如图3所示，中间层平行于保护层的外面，优选与所述外面接触地延伸。
[0211]中间层可包括纤维材料，特别是纸板和/或交错纤维的混合物，优选纤维的混合物，或甚至由纤维材料，特别是纸板和/或交错纤维的混合物，优选纤维的混合物构成。纤维混合物优选处于板和/或片材的形式，是编织的或非编织的。优选地，纤维为陶瓷纤维。
[0212]中间层的最大厚度优选低于1mm,优选低于8mm,优选低于6mm,优选低于5mm。
[0213]在实施方式中，中间层的氧化铝含量高于30 %，优选高于50 %，优选高于70 %，优选闻于80*%，优选闻于90%，优选闻于95%，优选闻于99。
[0214]优选地，中间层的热阻Rpi高于0.05m2.K/ff,优选高于0.1m2.K/W。
[0215]在优选的实施方式中，在已放置保护层之后，通过填充保留在所述保护层和外壳之间的空间，原位制备绝缘层。
[0216]优选地，在所述填充之前，中间层被放置在该空间中，优选与保护层接触。
[0217]室的壁包括上壁30、下壁32和侧壁34。保护层，优选绝缘层和优选中间层至少延伸到侧壁34中，优选至少延伸到侧壁34的面向储能介质的床的整个部分中。它们也可延伸到下壁32中和/或上壁30中。
[0218]在特定实施方式中，蓄热器包括
[0219]〇保护层，该保护层具有:
[0220].低于20%，优选低于18%，优选低于15%，优选低于12%，优选低于10%，优选低于8 %，优选低于6 %，优选低于5 %，或甚至优选低于4 %，或甚至优选低于3 %的开孔孔隙度，和
[0221].高于50MPa，优选高于60MPa，优选高于70MPa，甚至高于90MPa的压缩强度，和
[0222].高于350°C，优选高于700°C，优选高于900°C的耐热温度，和
[0223]?在 0.0lm2.K/ff 和 0.05m2.K/ff 之间的热阻 Rp,和
[0224]〇绝缘层，该绝缘层具有:
[0225].高于IMPa，优选高于2MPa，或甚至3MPa，或甚至5MPa的压缩强度，和
[0226]?该绝缘层由具有高于0.20m2.Κ/Ι，优选高于0.43m2.Κ/Ι，或甚至高于2.21m2 ?K/W的热阻R1的绝缘材料制成。
[0227]如果R(b)高于0.20m2.K/ff,则该蓄热器在充注循环和释放循环结束时的热损失低于10%，如果R(b)高于0.43m2.K/W，则热损失低于5%，如果R(b)高于2.21m2.K/W，则热损失甚至低于I%。
[0228]运行
[0229]蓄热器经历了定期的或不定期的一系列“循环”，每个循环包括充注阶段、可选地等待阶段、然后是释放阶段。定期循环的持续时间通常长于0.5小时，或甚至长于2小时，和/或短于48小时，或甚至短于24小时。
[0230]在充注阶段期间，充注传热流体以温度Tc (优选基本上恒定的)，且通常通过蓄热器的顶部开口 16，进入蓄热器。优选地，在其充注期间进入蓄热器的充注传热流体的温度Tc低于1000°C，或甚至低于800°C，和/或优选高于350°C，或甚至高于500°C。
[0231]然后，充注传热流体继续其在蓄热器中的路线(图1a中的箭头)，同时加热与其接触的储能介质。因此，充注传热流体的温度逐渐下降。
[0232]当充注传热流体为气体时，特别在显热蓄热器中，充注传热流体的冷却可导致在储能介质的表面上的冷凝。
[0233]在高温下，像特别在上文中所考虑的那些高温下，冷凝物会是高度腐蚀性的。
[0234]在释放阶段期间，释放传热流体以温度Td (优选基本上恒定的)，通常通过蓄热器的顶部开口 18，进入蓄热器。然后，传热流体继续其在蓄热器中的路线(图1b中的箭头)，同时冷却与其接触的储能介质。因此，传热流体的温度逐渐增加。
[0235]在实施方式中，蓄热器的绝缘层被调整，使得在运行条件下，在充注循环和释放循环结束时，蓄热器的热损失低于10%，优选低于8%，优选低于5%，或甚至低于3%，或甚至低于I %。
[0236]实施例
[0237]下面的实施例出于说明性目的而被提供，是非限制性的。
[0238]对于实施例2，在干燥之后，根据标准IS05017，确定表观密度和开孔孔隙度。
[0239]通过X射线荧光进行化学分析。
[0240]根据标准EN993-5，确定压缩强度。
[0241]通过下面的方法:IS0 1893(在负载下的坍塌)，确定耐热温度。
[0242]通过下面的方法:EN993-19，确定热膨胀系数。
[0243]通过下面的方法:IS08894_2，确定保护层的材料和绝缘层的材料的热导率。
[0244]根据下面的标准:ASTM C-177，测量处于纤维毡形式的中间层的材料的热导率。
[0245]下面的假设被用来计算热损失:
[0246]-具有恒定的横截面的正方形蓄热器，边具有4.43m的长度和20m的高度；
[0247]-充注传热流体和释放传热流体:干空气；
[0248]-储能介质的类型和体积恒定；
[0249]-所储存的能量总量为3.7710nJ ；
[0250]-整个循环的持续时间:22小时，充注阶段的总持续时间为4小时，储存时间为10小时，释放阶段的总持续时间为8小时；
[0251]-Tc:在充注阶段结束时，蓄热器中的平均温度等于550°C ；
[0252]-Td:在释放阶段结束时，蓄热器中的平均温度等于150°C ；
[0253]-以温度50°C，换热系数100W/m2K，通过水冷却外壳。
[0254]下面的公式给出了在完整循环(S卩，充注阶段和释放阶段)之后，穿过蓄热器的壁的热损失的评估:
[0255]

f ~m'——Sint-Λ

jO Rp +R1+Rpi+Rh
[0256]在该公式中:
[0257]-Tint⑴:蓄热器的平均内部温度，以开尔文为单位；
[0258]-Text:蓄热器的外部温度，常量，以开尔文为单位；
[0259]-Sint:蓄热器的内部面积，以m2为单位；
[0260]-t?:完整循环的持续时间，以秒为单位；
[0261]-Rp:保护层的热阻，以m2.K/ff为单位，在此等于保护层的厚度除以所述保护层的材料的热导率；
[0262]-R1:绝缘层的热阻，以m2.K/ff为单位，在此等于绝缘层的厚度除以所述绝缘层的材料的热导率；
[0263]-Rp1:中间层的热阻，以m2 -K/W为单位，在此等于中间层的厚度除以所述中间层的材料的热导率；
[0264]-Rh:外壳和冷却系统的水之间的换热阻力，以m2.K/ff为单位，这里等于在蓄热器的外表面的换热系数的倒数。
[0265]下面的公式给出了被注入到蓄热器中的总能量的评估，等于在充注阶段结束时所储存的能量和出现在所述阶段期间的热损失的和:
[0266]




?—士
^ =Em +￡|| =M-Cp-(Tc-Td)+ f.S1111-^


O RP+Rl+RPI+Rh
[0267]在该公式中:
[0268]-M:储能介质的总重量,等于785000kg ；
[0269]-Cp:储能介质的热容,等于1200J/kg.K ；
[0270]-t充注:充注阶段的持续时间，等于14400s。
[0271]比较实施例1为其侧壁包括具有420mm的恒定厚度的绝缘层的蓄热器，该绝缘层包括由Distrisol出售的含有70%的Al2O3的绝缘砖RI30。
[0272]根据本发明的实施例2为其侧壁被如下形成的蓄热器:
[0273]保护层具有200mm的厚度,且包括由Savoie Refractaires出售的MonoguardA
铝混凝土。保护层源自1000 X 1000 X 200mm3的块体的组装，该块体在放置在蓄热器中之前，通过振动浇筑技术而被成形加工，然后在400°C下干燥。这些块体通过水泥337 (由SavoieRefractaires出售的含有86%的Al2O3的水泥)而被接合。
[0274]保护层的外面覆盖有由Unifrax出售的，厚度为6mm的Insulfrax Paper纤维租的中间层。
[0275]绝缘层具有500mm的厚度，且包括由Savoie Refractaires出售的Y75LCC自浇筑混凝土，该混凝土通过浇注被放置在蓄热器外壳和保护层之间，因此起模板的作用。
[0276]根据本发明的实施例3为其侧壁与在实施例2中的蓄热器的侧壁相同的蓄热器，该蓄热器没有Insulfrax Paper纤维租的中间层。
[0277]根据本发明的实施例4为其侧壁被如下形成的蓄热器:
[0278]保护层与实施例2的保护层相同，但具有300mm的厚度。
[0279]绝缘层具有500mm的厚度，且包括由Saint Gobain Industrie Keramik出售的VK130干的耐火混合物，该耐火混合物通过冲压被放置在蓄热器外壳和保护层之间。
[0280]根据本发明的实施例5为其侧壁被如下形成的蓄热器:
[0281 ] 保护层与实施例2的保护层相同，但包括含有95 %的Al2O3的Pural T铝混凝土。
[0282]绝缘层具有300mm的厚度，且包括由Distrisol出售的含有70%的Al2O3的RI30绝缘砖，该绝缘砖在保护层之前被组装，且通过水泥337而被接合。
[0283]根据本发明的实施例6为其侧壁被如下形成的蓄热器:
[0284]保护层具有150_的厚度，且包括AL100，该AL100为由Savoie Refractaires出售的含有超过99%的Al2O3的制品。保护层产生于横截面为400X400mm2，通过水泥接合的砖块的组装。
[0285]保护层的外面覆盖有厚度为1.25mm的Zircar APA-2纤维租的中间层。
[0286]绝缘层具有600mm的厚度，且包括由Savoie Refractaires出售的Y75LCC自浇筑混凝土，该混凝土通过浇注被放置在蓄热器外壳和保护层的砖块之间，因此起模板的作用。
[0287]在下面的表中给出所获得的结果。
[0288]在表中，分别通过“P”、“PI ”和“ I ”表示保护层、中间层和绝缘层。
[0289]
实施实施例2哭施例3 实施例4 实施例5实施例6
例 I P IPI P IPIPIPIPI PI PI PI
蓄热器的特性
Al2O30Zo 7088 4488 44-8868-95709944 86
S120Zo 28 4 4764 4 47-427-0.1280,2 47 10
CaO% 0,20.2 630 0.2 6-0,20.4-4.50.20.2 6 -
Na20+K20% 0.20.1 0.20.1 0.20.10.30.20.2 0.2 -
厚度(mm) 300200 5006 200 500-300500-200300200 600 1.25
开孔孔隙度(％) - 9 179 17-918-51717
压縮强度(MPa) 3130 65130 65-13020-7539565


160 176 180167
耐热温度(0C) 1650 1600 850 1260 1600 850 --1650850 1650

0 0O5
在200QC下的热导率

0.4 3.8 1.1 0.06 3.8 LI 3.8 1.2 2.0 0.4 3.2 1.1 0.06
(W/m-K)
热阻 R(m2-K/W) 0.75 0.053 0.45 0.1 0.053 0,45 - 0.08 0.42 - 0.1 0.75 0.05 0.55 0.02
5,
热膨胀系数(i(T6C4 ) 6.5 7.5 5.57.57.5 5.58 6.5 8,3 5.5
5
在充注阶段结束时被注
入到蓄热器中的总能量3.79 1u180 1u1u 3.79 1n3.79 1u
的量(J )
热损失(J)1.78110J2.12 110J 2.17 110J 1,28 110J1.72 110J
[0290]
热损失 I )4.7%65.1%3.4%4.5%
[0291]表I
[0292]如在下面的表2所示，在上述运行条件下，根据本发明的蓄热器用来使热损失最小化:
[0293]

不存在中间层的R1存在中间层的Ri( Insulfrax Paper,厚度6mm)
Rp-^^--^^-
损失<1?% 损失<5% 损先<1% 损失<10%损失<5% 损失<1%
0.01<R?<0.05 >0.23 >0.52 >2.85 >0.13>0.42 >2.75
0.05<RP<0.1 >0.18 >0.47 >2.80 >0.08>0.37 >2.70
0.1<RP<0.2 >0.08 >0.37 >2.70>0.27 >2.60
U R <0.3 >0.27 >2.60>0.17 >2.50
03<RP<0.4 >0.17 >2.50>0.07 >2.40
0.4<RP<0.5 >0.07 >2.40>2.30
[0294]表2
[0295]当然，本发明不受限于作为实施例提供的所描述的且所示出的实施方式。特别地，所描述的或所示出的各种实施方式的组合也在本发明的范围内。
[0296]本发明也不受限于蓄热器的形状或尺寸。
[0297]最后，储能介质可以与中性环境或碱性环境接触。
【权利要求】
1.一种蓄热器，所述蓄热器包括被放置在室(14)中的储能介质(12)的床(11)，所述室包括外壳(34)和放置在所述外壳和所述储能介质之间的保护层(22)，所述保护层与所述储能介质接触，具有大于50mm的最小厚度，且至少部分地包括保护材料，以基于氧化物的重量百分比计，所述保护材料的组成满足:
-Fe203+Al203+Ca0+Ti02+Si02+Na20+K20>80 %，和
-其他氧化物:补充至100%。
2.根据前一项权利要求所述的蓄热器，其中，所述保护层的材料或保护材料的组成满足 Fe203+Al203+Si02>80 %。
3.根据前一项权利要求所述的蓄热器，其中，所述保护材料的组成满足Fe203+Al203+Si02>90%。
4.根据前一项权利要求所述的蓄热器，其中，所述保护材料的组成满足Al203>60%。
5.根据前一项权利要求所述的蓄热器，其中，所述保护材料的组成满足Al203>85%。
6.根据前一项权利要求所述的蓄热器，其中，所述保护材料的组成满足Al203>95%。
7.根据前一项权利要求所述的蓄热器，其中，所述保护材料的组成满足: -Fe203〈20%，和 / 或 -Si02〈10%，和 / 或 -CaO〈2%，和 / 或 -Na20+K20<0.5%。
8.根据前一项权利要求所述的蓄热器，其中，所述保护材料的组成满足: -Fe203〈10%，和 / 或 -Si02〈5%，和 / 或 -CaO〈l%，和 / 或 -Na20+K20<0.3%。
9.根据前一项权利要求所述的蓄热器，其中，所述保护材料的组成满足: -Fe203〈3%，和 / 或 -Si02〈2%，和 / 或 -Ca0〈0.5%，和 / 或 -Na20+K20<0.2%。
10.根据权利要求1所述的蓄热器，其中，以基于氧化物的重量百分比计，且总数为100%,所述保护材料的组成满足: -25% <Fe203〈70%，和 -5% <A1203〈30%，和 -Ca0〈20%，和 -Ti02〈25%，和 -3% <Si02〈50%，和 -Na20+K20〈 10%，和 -其他氧化物〈5%。
11.根据前一项权利要求所述的蓄热器，其中，所述保护材料的组成满足: -Fe203>40%，和 / 或 -Al203〈20%，和 / 或 -CaO>3%，和 / 或 -Ti02>5%，和 / 或 -Si02>5%和 / 或 Si02〈20%，和 / 或
-Na20+K20<5%o
12.根据前述权利要求中任一项所述的蓄热器，其中，所述保护材料的大多数化合物选自氧化招、招土矿、尖晶石MgAl2O4、旲来石、黑招韩石CaAl12O19、钦酸招、及其组合。
13.根据前述权利要求中任一项所述的蓄热器，其中，所述保护材料具有: -低于20%的开孔孔隙度，和 -高于50MPa的压缩强度，和 -高于350°C的耐热温度。
14.根据前一项权利要求所述的蓄热器，其中，所述保护材料具有: -低于10%的开孔孔隙度，和 -高于70MPa的压缩强度，和 -高于700°C的耐热温度。
15.根据前一项权利要求所述的蓄热器，其中，所述保护材料具有: -低于5%的开孔孔隙度，和 -高于90MPa的压缩强度，和 -高于900°C的耐热温度。
16.根据前述权利要求中任一项所述的蓄热器，其中，所述保护层的最小厚度大于100mm。
17.根据前一项权利要求所述的蓄热器，其中，所述保护层的最小厚度大于150mm。
18.根据前述权利要求中任一项所述的蓄热器，其中，所述保护层被孔(23)贯穿。
19.根据前述权利要求中任一项所述的蓄热器，其中，所述保护层为单件。
20.根据前述权利要求中任一项所述的蓄热器，包括在所述外壳(20)和所述保护层(22)之间延伸的绝缘层(24)，所述绝缘层的热阻大于0.1m2.K/W。
21.根据前一项权利要求所述的蓄热器，其中，所述绝缘层的热阻大于0.2m2.K/W。
22.根据紧接着的前两项权利要求中任一项所述的蓄热器，其中，所述绝缘层包括绝缘材料，并且其中: -所述绝缘材料的热导率低于2W/m.K，和/或 -所述绝缘层的机械压缩强度大于IMPajP /或 -在500°C下所测量的所述绝缘材料的线性热膨胀系数低于0.5%。
23.根据前一项权利要求所述的蓄热器，其中: -所述绝缘材料的热导率低于1.5ff/m.K，和/或 -所述绝缘层的机械压缩强度大于2MPa，和/或 -在500°C下所测量的所述绝缘材料的线性热膨胀系数低于0.4%。
24.根据前一项权利要求所述的蓄热器，其中: -所述绝缘层的机械压缩强度大于5MPa。
25.根据权利要求20至24中任一项所述的蓄热器，其中，所述绝缘层的最小厚度大于150mmo
26.根据前一项权利要求所述的蓄热器，其中，所述绝缘层的最小厚度大于300mm。
27.根据权利要求20至26中任一项所述的蓄热器，其中: -所述绝缘材料的二氧化硅含量低于50%，和/或 -所述绝缘材料的CaO含量低于10%，和/或 -所述绝缘材料的氧化铝含量高于40%。
28.根据前一项权利要求所述的蓄热器，其中: -所述绝缘材料的二氧化硅含量低于10%，和/或 -所述绝缘材料的CaO含量低于5%，和/或 -所述绝缘材料的氧化铝含量高于60 %。
29.根据前一项权利要求所述的蓄热器，其中: -所述绝缘材料的二氧化硅含量低于I %，和/或 -所述绝缘材料的CaO含量低于2%，和/或 -所述绝缘材料的氧化铝含量高于80 %。
30.根据权利要求20至29中任一项所述的蓄热器，其中，所述绝缘材料的主要化合物选自刚玉、尖晶石MgAl2O4、煅烧粘土、莫来石、黑铝钙石CaAl12O19、钛酸铝、铝土矿、及其组口 ο
31.根据权利要求20至30中任一项所述的蓄热器，包括在所述保护层(22)和所述绝缘层(24)之间延伸的中间层(26)，所述中间层的最大厚度小于10mm，所述中间层包括纤维材料。
32.根据前一项权利要求所述的蓄热器，其中，所述中间层包括含量大于30%的氧化招。
33.根据前一项权利要求所述的蓄热器，其中，所述中间层包括含量大于70%的氧化招。
34.根据前一项权利要求所述的蓄热器，其中，所述中间层包括含量大于90%的氧化招。
35.根据权利要求31至34中任一项所述的蓄热器，其中，所述中间层的热阻Rpi大于0.05m2.K/W。
36.根据前述权利要求中任一项所述的蓄热器，其中，所述床的重量大于700公吨。
37.一种热装置，包括: -产生热能的单元(4)，和 -根据前述权利要求中任一项所述的蓄热器(10)，和 -循环装置(7)，所述循环装置在充注阶段期间，使充注传热流体从所述产生热能的单元循环至所述蓄热器，然后通过所述蓄热器。
38.一种用于运行根据前一项权利要求所述的热装置的方法，其中，来自所述产生热能的单元(4)的传热流体在所述蓄热器(10)中冷凝成酸性液体的形式。
39.一种用于运行根据紧接着的前两项权利要求中任一项所述的热装置的方法，其中，来自所述产生热能的单元(4)且进入所述蓄热器的所述传热流体的温度低于1000°C且高于 350 0C ο
40.根据前一项权利要求所述的用于运行热装置的方法，其中，所述温度低于800°C且高于500 °C。
41.一种用于运行根据权利要求37至40中任一项所述的热装置的方法，其中，所述产生热能的单元包括压缩机。
42.一种用于运行根据权利要求36至40中任一项所述的热装置的方法，所述装置包括热能消耗单元￠)，所述循环装置(7)在释放阶段期间，使释放传热流体通过所述蓄热器，然后从所述蓄热器循环至所述热能消耗单元。
43.根据前一项权利要求所述的用于运行热装置的方法，其中，所述热能消耗单元包括涡轮机。
【文档编号】F28D20/00GK104136875SQ201280070123
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2012年12月20日 优先权日:2011年12月22日
【发明者】奥利维尔·弗朗西 申请人:法商圣高拜欧洲实验及研究中心