一种可储能的过热蒸汽发生系统的制作方法

1.本实用新型属于清洁能源领域，具体地说是一种可储能的过热蒸汽发生系统。


背景技术：

2.随着环保与减碳的要求，使用天然气等传统能源为燃料来生产过热蒸汽的成本越来越高。如果在能够使用价格较为低廉的低谷电，在传统固体蓄热式电锅炉的基础上加以技术改进，让其可以生产过热蒸汽，则可以降低过热蒸汽的制取成本。
3.现有的蒸汽发生器水走管程，热空气走壳程，此方式须在蒸汽发生器上部安装蒸汽罐，起到缓冲作用。蒸汽在蒸汽罐中停留，系统中增加一级热损失，且水走管程液面控制相对较难，一旦缺水容易发生爆炸危险。


技术实现要素：

4.为了解决现有生产过热蒸汽存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种可储能的过热蒸汽发生系统。
5.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
6.本实用新型包括固体蓄热体、绝热层、变频风机、过热蒸汽发生器、饱和蒸汽发生器、水预热器、电热元件、水箱及补水泵，其中固体蓄热体的外围设有绝热层，所述绝热层内部被分隔为位于固体蓄热体两侧的低温区及高温区，所述固体蓄热体上开设有连通低温区与高温区的换热通道，所述换热通道内安装有电热元件；所述过热蒸汽发生器、饱和蒸汽发生器及水预热器串联设置，所述过热蒸汽发生器的管程出口与热用户相连，所述过热蒸汽发生器的壳程进口通过绝热层上开设的送风风道与高温区相连，所述水预热器的管程进口通过补水泵与水箱连接，所述水预热器的壳程出口通过绝热层上开设的回风风道与低温区相连，所述变频风机设置于回风风道与低温区的进风处之间；所述饱和蒸汽发生器的管程出口分别通过风道与水预热器的壳程进口及回风风道相连，所述饱和蒸汽发生器的管程出口与水预热器的壳程进口之间的风道上及饱和蒸汽发生器的管程出口与回风风道之间的风道上分别安装有电控阀。
7.其中：所述固体蓄热体为蓄热砖垛，所述固体蓄热体上开设有蜂窝排布的换热通道，即所述换热通道沿固体蓄热体的高度方向设有多行，每行沿固体蓄热体的长度方向设有多个，相邻行的换热通道交替设置。
8.所述固体蓄热体与变频风机之间设有隔热层，所述隔热层上开设低温区的进风处，或所述隔热层与绝热层之间留有低温区的进风处。
9.所述固体蓄热体远离变频风机的一侧与绝热层之间设有挡风墙，所述低温区与高温区通过固体蓄热体及挡风墙被分隔开。
10.所述过热蒸汽发生器的壳程出口与饱和蒸汽发生器的管程进口相连，所述过热蒸汽发生器的管程进口与饱和蒸汽发生器的壳程出口相连，所述饱和蒸汽发生器的壳程进口与水预热器的管程出口相连。
11.所述饱和蒸汽发生器的壳程中设有液位传感器。
12.本实用新型的优点与积极效果为：
13.本实用新型简化了空气流动时经过的设备，减少了阻力从而降低了能耗，蓄热器内部设有隔热层，提高了安全性。
附图说明
14.图1为本实用新型的整体结构示意图；
15.其中：1为固体蓄热体，2为绝热层，3为变频风机，4为过热蒸汽发生器，5为饱和蒸汽发生器，6为水预热器，7为电热元件，8为送风风道，9为热用户，10为隔热层，11为水箱，12为补水泵，13为回风风道，14为电控阀a，15为电控阀b，16为挡风墙，17为换热风道。
具体实施方式
16.下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
17.如图1所示，本实用新型包括固体蓄热体1、绝热层2、变频风机3、过热蒸汽发生器4、饱和蒸汽发生器5、水预热器6、电热元件7、水箱11及补水泵12，其中固体蓄热体1的外围设有绝热层2，绝热层2内部被分隔为位于固体蓄热体1两侧的低温区18及高温区19，固体蓄热体1上开设有连通低温区18与高温区19的换热通道17，换热通道17内安装有电热元件7；过热蒸汽发生器4、饱和蒸汽发生器5及水预热器6串联设置，过热蒸汽发生器4的管程出口与热用户9相连，过热蒸汽发生器4的壳程进口通过绝热层2上开设的送风风道8与高温区19相连，水预热器6的管程进口通过补水泵12与水箱11连接，水预热器6的壳程出口通过绝热层2上开设的回风风道13与低温区18相连，变频风机3设置于回风风道13与低温区18的进风处之间；饱和蒸汽发生器5的管程出口分别通过风道与水预热器6的壳程进口及回风风道13相连，饱和蒸汽发生器5的管程出口与水预热器6的壳程进口之间的风道上安装有电控阀b15，饱和蒸汽发生器5的管程出口与回风风道13之间的风道上安装有电控阀a14。
18.本实施例的固体蓄热体1为呈长方体或立方体的蓄热砖垛，固体蓄热体1上开设有蜂窝排布的换热通道17，即换热通道17沿固体蓄热体1的高度方向设有多行，每行沿固体蓄热体1的长度方向设有多个，相邻行的换热通道17交替设置。每个换热通道17内均设有电热元件7，本实施例的电热元件7为电加热丝。
19.本实施例的固体蓄热体1与变频风机3之间设有隔热层10，隔热层10上开设低温区18的进风处，或隔热层10与绝热层2之间留有低温区18的进风处。
20.本实施例的固体蓄热体1远离变频风机3的一侧与绝热层2之间设有挡风墙16，低温区18与高温区19通过固体蓄热体1及挡风墙16被分隔开。
21.本实施例的过热蒸汽发生器4的壳程出口与饱和蒸汽发生器5的管程进口相连，过热蒸汽发生器4的管程进口与饱和蒸汽发生器5的壳程出口相连，饱和蒸汽发生器5的壳程进口与水预热器6的管程出口相连。
22.本实施例的饱和蒸汽发生器5的壳程中设有液位传感器，液位传感器及补水泵12分别与液位控制系统(本实施例的液位控制系统为现有技术)连接，当液位传感器监测到饱和蒸汽发生器5壳程内的水位低至设定水位时，将信号传递给液位控制系统，液位控制系统控制补水泵12工作，将水箱11中的水补给饱和蒸汽发生器5。
23.本实施例的吸热系统是从低温水到高温蒸汽，依次包括有水箱11、补水泵12、水预热器6的管程、饱和蒸汽发生器5的壳程、过热蒸汽发生器4的管程、热用户9，本实施例的放热系统依次包括固体蓄热体1、送风风道8、过热蒸汽发生器4的壳程、饱和蒸汽发生器5的管程、电控阀b15、水预热器6的壳程、回风风道13、变频风机3构成的闭合通道。
24.本实用新型的绝热层2及隔热层10的材质均为硅酸铝纤维毯。
25.本实用新型的过热蒸汽发生器4、饱和蒸汽发生器5及水预热器6均为现有技术，水预热器6可采用衡水北内宇森采暖设备有限公司生产的翅片换热器，过热蒸汽发生器4与饱和蒸汽发生器5可采用青岛骏鹏石化设备制造有限公司生产的蒸汽发生器。
26.本实用新型的工作原理为：
27.将壳程内为热空气、管程内为饱和蒸汽的过热蒸汽发生器4与壳程内为水、管程内为热空气的饱和蒸汽发生器5串联，饱和蒸汽发生器5的管程出口的热空气由电控阀a14及电控阀b15分切控制，空气温度高于设定温度时，进入水预热器6的壳程，空气温度低于设定温度时，热空气不再经过水预热器6，直接进入回风风道13。空气由变频风机3驱动，变频风机3设置在风温最低点。工作过程具体为：
28.启动补水泵12，从水箱11中抽取锅炉用水，通过水预热器6的管程、饱和蒸汽发生器5的壳程和过热蒸汽发生器4的管程加热到指定状态送至热用户9；固体蓄热体1上的电热元件7接通电源，使蜂窝式换热通道7中的电热元件7发热，向固体蓄热体1中储存热量；在固体蓄热体1温度大于工艺要求下限时,启动变频风机3驱动回风风道13中的空气，经过变频风机3到达固体蓄热体1与绝热层2之间的低温区18后，再进入蜂窝式换热通道7吸收固体蓄热体1的热量，吸收热量后到达高温区19，经送风风道8进入过热蒸汽发生器4的壳程，对过热蒸汽发生器4的管程内饱和水蒸气加热形成过热蒸汽，过热蒸汽到达热用户9的需求后输出给热用户9。可以通过调整变频风机3的频率来调整过热蒸汽温度。一次换热后的过热废气进入饱和蒸汽发生器5的管程，将饱和蒸汽发生器5壳程中的水加热到设计温度成为饱和水蒸气输送至过热蒸汽发生器4，饱和蒸汽发生器5壳程中的液位由液位控制系统控制，热空气由饱和蒸汽发生器5的管程出口到达电控阀a14及电控阀b15，温度大于设定温度进入水预热器6给水加热后进入回风风道13，温度小于设定温度则直接进入回风风道13，通过变频风机3实现闭路循环。