一种高效自适应可移动压缩蒸汽蓄热储能装置

1.本实用新型涉及压缩蒸汽蓄热储能装置技术领域。具体地说是一种高效自适应可移动压缩蒸汽蓄热储能装置。


背景技术：

2.能源是一个国家经济增长和社会发展的重要物质基础，随着人类对能源的需求量不断增加，能源问题越来越引起人们的重视，但是大多数能源存在间断性和不稳定性等特点，导致大量热量在时间和空间上的不平衡，从而使得一方面能源短缺，另一方面又大量浪费，大量的太阳能集热、工业余热/ 废热资源没有得到合理的利用；随着节能减排和环境保护的日益重视，随着蓄热储能技术的发展和进步，通过蓄热储能方式加强能源的高效利用是今后能源发展的重要方向之一。
3.目前已有技术中，储能装置往往利用工质的一种状态，很少利用相变蓄热和压缩蒸汽蓄热相结合的方式，而且大部分储能装置采用固定方式，使得其使用范围有限，移动不便，储能材料更换成本高，相变储能装置外部未做隔热措施，造成相变材料中存储的大量热能通过其他途径流失等问题，从而造成成本增加而难以推广。
4.针对上述问题，移动蓄热技术能将间断的，分散的，不稳定的热能有效的储存并应用，有效解决能源双重浪费的问题，能够有效替代、减少一次性不可再生能源的浪费，利用移动蓄能供热设备可以将太阳能集热系统以及电厂、钢厂、化工厂、焦化厂等高耗能企业的余热回收储存起来然后将热能运输到附近的用热单位，为其提供生活热水或供暖:还可以在非采暖期将集中供热的热电厂闲置的热力产能加以利用，将其供应给需要热能的单位。
5.移动蓄热技术的推广应用既可使余热排放企业减少热污染，又减少了热能用户的燃料消耗，降低了经营成本、减少了二氧化碳的排放；现在就有一些用于回收工业余热及废热的可移动式装置，如专利号为cn103528122a的中国专利中，公开了一种高效可移动式相变蓄热供热装置；专利号为 cn103759566a的中国专利中，公布了一种相变蓄热和蒸汽蓄热相结合的球形蓄热器；专利号为cn104964260a的中国专利中，公布了一种利用高温蒸汽转移固体储能体内热量的装置；专利号为cn207162501u的中国专利中，公开了一种储能蒸汽装置；专利号为cn106438297a的中国专利中，公开了一种温度自适应的蓄热式压缩空气储能系统；专利号cn202782838u的中国专利中，公开了相变蓄热与蒸汽蓄热相结合的移动供汽装置，但是，这些装置的结构设计复杂、不够合理，使用不便，蓄热效率低，储热成本较高。
6.综上所述，目前还没有一种结构设计合理，使用方便，储能效率高，体积小的可移动式蓄热供热装置。


技术实现要素：

7.为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可移动、大热容量的一种高效自适应可移动压缩蒸汽蓄热储能装置。
8.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：
9.上述一种高效自适应可移动压缩蒸汽蓄热储能装置，包括罐体机构、保温机构、换热机构和移动装置；
10.所述保温机构设置在罐体机构的外表面，所述换热机构设置在罐体机构的底部与顶部，所述罐体机构固定安装在移动装置的上表面。
11.上述一种高效自适应可移动压缩蒸汽蓄热储能装置，所述罐体机构包括承压罐体容器、注入口、密封盖、金属圆环、限位装置、联动装置、金属活塞和浮力安全阀；
12.所述承压罐体容器由无缝不锈钢筒制成，为储能装置的主体，所述承压罐体容器的一侧一体连接有注入口，所述注入口的入口端螺纹安装有密封盖，为向承压罐体容器内加液体工质的通道；
13.所述承压罐体容器上出口处设置有金属圆环，所述金属圆环上安装有限位装置，所述限位装置与联动装置相连接；
14.所述金属活塞滑动安装在承压罐体容器内部，所述金属活塞的直径与承压罐体容器内直径相同，且所述金属活塞可以在承压罐体容器内上下滑动，所述金属活塞上贯穿开设有通孔，所述通孔上固定安装有浮力安全阀。
15.上述一种高效自适应可移动压缩蒸汽蓄热储能装置，所述保温机构包括绝热保温材料、底部保温材料和金属活塞保温材料；
16.所述绝热保温材料固定安装在承压罐体容器的外表面，且所述绝热保温材料位于注入口处开设有供注入口穿过的穿孔，所述底部保温材料固定安装在承压罐体容器的下表面，所述金属活塞保温材料固定安装在金属活塞的上表面，且所述金属活塞保温材料位于浮力安全阀的位置贯穿开设有供浮力安全阀穿过的穿孔。
17.上述一种高效自适应可移动压缩蒸汽蓄热储能装置，所述换热机构包括加热盘管、加热盘管阀门、放热盘管、放热盘管阀门和液体工质；
18.所述加热盘管设置在承压罐体容器的下表面，且所述加热盘管位于底部保温材料的内部，所述加热盘管的进水管方向设置有加热盘管阀门，所述加热盘管阀门与联动装置相连接；
19.所述放热盘管设置在金属活塞的上表面，且所述放热盘管位于金属活塞保温材料的内部，所述放热盘管位于放热盘管出水口的位置设置有放热盘管阀门；
20.所述承压罐体容器内部设置有液体工质。
21.本实用新型的技术方案取得了如下有益的技术效果：储热装置可移动，可利用液体工质的相变潜热和压缩蒸汽的显热储存热量，通过加热盘管和放热盘管，使得蓄放热速度快，储能密度高，体积小，经济性好，整个储能装置结构简单，使用方便，节能环保，绿色低碳，可广泛用于工业余热/废热，谷电加热储能，太阳能集热储存等领域。
附图说明
22.图1本实用新型结构示意图。
23.图中附图标记表示为：100
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罐体机构；200
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保温机构；300
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换热机构； 400
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移动装置；101
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承压罐体容器；102
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注入口；103
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密封盖；104
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金属圆环；105
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限位装置；106
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联动装置；107
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金属活塞；108
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浮力安全阀；201
‑ꢀ
绝热保温材料；202
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底部保温材料；203
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金属活塞保温材料；301
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加热盘管； 302
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加热盘管阀门；303
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放热盘管；304
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放热盘管阀门；
305
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液体工质。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.一种高效自适应可移动压缩蒸汽蓄热储能装置，其结构如图1所示，承压罐体容器101为蓄热储能主体,由无缝不锈钢管制成，承压罐体容器101 侧面有绝热保温材料201，防止热量散失，承压罐体容器101底部有加热盘管301，加热盘管301下面有底部保温材料202，承压罐体容器101内部有金属活塞107，液体工质305存放于金属活塞107下方的腔体中，金属活塞 107与承压罐体容器101之间密封，热源通过加热盘管301加热蓄热装置内部的液体工质305，当罐体内液体工质305温度达到汽化温度时，液体工质 305开始汽化，承压罐体容器101内压强增加，金属活塞107在气压作用下开始上升，同时金属活塞107的重力产生的压力，对蒸汽有一定的压缩作用，承压罐体容器101上出口处有金属圆环104，金属圆环104上安装有限位装置105，当金属活塞104上升到顶部，触发限位装置105，并通过联动装置 106关闭底部加热盘管301上的加热盘管阀门302，停止传热，金属活塞107 上有放热盘管303和金属活塞保温材料203，金属活塞保温材料203防止热量从金属活塞107上方散失，通过放热盘管303释放蓄热储能装置中的热量，蓄热装置腔体内的液体工质305，在蓄热前为液体，蓄热后为汽体或汽液混合物，高效地将相变蓄热和压缩蒸汽蓄热与外界冷热源进行交换，蓄热工质可以为水、导热油等工质，当通过放热盘管303对外界通过换热释放热量后，内部液体工质305温度降低，压力减小，蓄热蒸汽逐渐冷凝为液体工质305，液体工质305体积占整个腔体体积的0.1～0.5倍，承压罐体容器101下方有移动装置400，通过移动装置400，弥补部分能源存在间断性和不稳定性等问题，解决热量在时间和空间上的需求匹配，金属活塞107下方腔体内的液体工质305，通过承压罐体容器101侧面的注入口102注入或补充，注入口102的外口通过密封盖103密封，金属活塞107上有排气孔和浮力安全阀 108，当金属活塞107上升到承压罐体容器101顶部，触发限位装置105失效或通过联动装置106关闭底部加热盘管301上的加热盘管阀门301失效时，随着内部压力的增大，浮力安全阀108开启，通过释放部分蒸汽减压，保证蓄热储能装置的运行安全。
26.工作原理：本装置在运行时，先通过注入口102向承压罐体容器101内部加入液体工质305，然后打开加热盘管阀门302，承压罐体容器101内部液体工质305汽化，由于压力作用，金属活塞107会被顶起，当金属活塞 107上升到承压罐体容器顶部，触发限位装置105时，限位装置105控制联动装置106，关闭加热盘管阀门302，停止供热，然后浮力安全阀108开启，释放部分蒸汽，保证内部安全运行，其中放热盘管303会对内部热量进行释放，使液体工质305重新液化成液态。
27.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。