本
技术实现要素：
属于储热技术领域，涉及一种浸渍砂石储热方法及其装置。
背景技术：
在储热技术领域,采用廉价易得的砂石作储热材料一直是相关科技工作者的追求目标。但传统的以砂石为储热主体材料，水泥为胶凝材把砂石、传热介质管道固化为一体的混凝土储热设备及储热方法存在有以下缺点：(一)、水泥胶凝形成的混凝土长期在400℃以上的高温下容易发生脱水，使之混凝土结构产生破坏性结构变化和金属材质的管道脱离，以致空气会进入空隙，使之混凝土的传热性能大为降低；(二)、和金属材质的管道胶接在－起的刚性储热结构由于膨胀系数的差异产生热应力，在长期冷热交替的环境中也会使金属材质的管道和混凝土脱离，破坏整体结构，使传统混凝土储热设备工作寿命降低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的以砂石为储热主体材料,水泥胶凝砂石混凝土储热技术存在的上述问题,提供一种浸渍砂石储热方法及其装置。本发明的方案合理、易于实施应用，可在满足储热需求的情况下大幅度降低储热工程造价。
为实现以上发明目的而采用的技术解决方案如下所述。
一种浸渍砂石储热方法，其特征是在内置有管架式换热器管道的密闭容器储热系统中填充有砂石，在砂石间的空隙中注入导热油或熔盐，使砂石和管架式换热器管道浸渍在导热油或熔盐中。
本发明所述浸渍砂石储热方法分为中温储热和高温储热。中温储热浸渍介质和传热介质均为导热油，可用在400℃以下的储热要求，能够满足一般工业领域、余热回收、太阳能中温热利用、低谷电储热等方面储热。高温储热浸渍介质和传热介质均为熔盐，适用于500℃以上的储热要求，可满足火力发电尤其可满足太阳能热发电高温储热的要求。
本发明所述方法进一步的技术方案还在于：所述的砂石为采用粒度为10mm～45mm的碎石和中细砂。
本发明所述方法进一步的技术方案还在于：所述的砂石为筛选密度较大和比热性能较好的辉绿岩、玄武岩、花岗岩或卵石。
用于实现本发明方法的浸渍砂石储热装置具有一个带有保温层的密闭容器，在密闭容器一侧壁端的下部和上部分别设有回液管和出液管，在密闭容器另一侧的下部设有排泄管，在密闭容器中装有管架式换热器并填充有砂石，所述的管架式换热器由多层多排循环传热流体介质管道组成，管架式换热器的两端分别与回液管和出液管相通，在砂石间的空隙中注入浸渍介质，在密闭容器上部设有注液管，在密闭容器外设有一个氮气瓶，氮气瓶的出口经氮气管从容器上部通入密闭容器内。
上述浸渍砂石储热装置中，所述的砂石为采用粒度为10mm～45mm的碎石和中细砂。
上述浸渍砂石储热装置中，所述的砂石为筛选密度较大和比热性能较好的辉绿岩、玄武岩、花岗岩或卵石。
上述浸渍砂石储热装置中，所述的浸渍介质为导热油或熔盐。
上述浸渍砂石储热装置中，所述的浸渍介质为导热油或其内掺入有石墨粉的导热油。
上述浸渍砂石储热装置中，传热流体介质管道可采用翅片结构，翅片间距以50mm为宜，以增强传热性能。
与现有技术相比，本发明具有的积极效果是：
一、本发明采用浸渍砂石结构，可使储热器的传热性能大幅度改善,减少储热器中传热管道分布的密度和输送泵的功率；
二、本发明以砂石材料作储热材料浸渍在浸渍介质中，传热管道在砂石中可自由伸缩降低热应力，有利用延长设备的运行寿命；
三、本发明的制作结构简单、储热材料廉价易得、造价低，易于实施应用，可满足储热需求的情况下大幅度降低储热工程成本。
附图说明
图1是本发明一个具体实施例的结构示意图。
图中各数字标号名称分别是：1－回液管，2－密闭容器，3－出液管，4－氮气瓶，5－氮气管，6－液位计，7－砂石，8－管架式换热器，9－浸渍介质，10－注液管，11－保温层，12－排泄管。
具体实施方式
本发明所述的浸渍砂石储热方法是：在密闭容器储热系统的密闭容器中装有管架式换热器，并填充砂石，然后注入浸渍介质，使浸渍介质液面高出砂石并填注入砂石间细微的空隙，改善砂石储热性能，这样就可以降低流体管道在储热器中分布的密度，减小管道阻力，降低循环泵动力功率,使储热工程的造价降下来。本发明所述浸渍砂石储热方法分为中温储热和高温储热。中温储热浸渍介质和传热介质均为导热油，可用在400℃以下的储热要求，能够满足一般工业领域、余热回收、太阳能中温热利用、低谷电储热等方面储热。高温储热浸渍介质和传热介质均为熔盐，适用于500℃以上的储热要求，可满足火力发电尤其可满足太阳能热发电高温储热的要求。
本发明所述浸渍砂石储热装置的结构如图1所示。它具有一个壁设保温层11的密闭容器2和一个设立于密闭容器2外的氮气瓶(或小型充氮机)4，在密闭容器2一侧壁端的下部和上部分别设有回液管1和出液管3，在密闭容器2另一侧的下部设有用来排出变质的浸渍液的排泄管12，在密闭容器2的上部装有注液管10和液位计6。在密闭容器2中装有由多层多排循环传热流体介质管道组成的管架式换热器8，其管道材质可以是钢材、铝材。在密闭容器2中还填充有由粒度为10mm～45mm的碎石和中细砂构成的砂石7，在砂石间的空隙中注入由导热油或熔盐构成的储热浸渍介质9，使砂石7和管架式换热器8的管道浸渍在导热油或熔盐中。具体实施中，中温储热浸渍介质和传热介质均为导热油，可用在400℃以下的储热要求，另可在导热油中可掺入传热性能优良的石墨粉，以提高储热材料的传热性能；高温储热浸渍介质和传热介质均为熔盐，适用于500℃以上的储热要求。中温储热浸渍介质和传热介质均为导热油，必须采用氮气保护措施，防止导热油氧化变质和炭化变质；氮气瓶4通过氮气管5和密闭容器2的顶部连通。熔盐加热液化后从注液管10注入，采用耐腐蚀的不锈钢管道，相应储热本体材质也为耐腐蚀不锈钢。
本发明所述的浸渍砂石储热装置若为采用熔盐为浸渍介质的装置，则不需要氮气保护，可不设氮气瓶和氮气管。
本发明所述的浸渍砂石储热方法及其装置，可以制作成储热单元模块，根据储热需求组成储热大系统。