专利名称：低谷电蓄能·热——水反应堆的制作方法
技术领域：
新材料。用于低谷电能的转换贮存，属于节能、环保技术。
背景技术：
中国目前年发电量14000亿KWH，社会用电的低谷时段为8小时，占发电总时段的三分之一，不能充分利用，每年少收电费数百亿至上千亿元。为了充分利用低谷电力，国家制订了一系列政策，以低于平时电价三分之一至二分之一的优惠价，鼓励居民及工、商、机关团体使用低谷电，北京、上海、杭州等城市已为居民安装峰谷电表。客观形势要求出现大功率的低谷电能贮存转化技术。
发明内容
冶金炼铁高炉所使用的球团矿是贮蓄热能最廉价最容易取得的材料，采用热——水反应堆方式是贮存和交换出能量的有效手段。
炼铁高炉使用的原料——直径10毫米含氧化铁83％的球团矿为蓄热材料，其密度3.96，其比热在20℃至900℃时为0.938KJ/Kg·K。与各种金属和金属氧化物比较，同等体积的蓄热值最高。同时其热导率最低，200℃时为3.4W/MK，400℃时为2.54W/MK，600℃时为2.1W/MK，900℃时为1.89W/MK，用隔热材料阻断其释热，易于控制。
一立方米球团矿重3600kg，可贮藏热能331万千焦，折合919KWH。(3600kg×0.938KJ×980℃＝3309264KJ)用28条4KW共112KW电热管在低谷8小时充热。
为了安全地进行能量转换和交换使用，需制造一个用隔热材料包裹的封闭式的元柱形空腔——“热——水反应堆”，堆的上部为蓄热区。内部吊装一个盛满球团矿和相应电热管的“堆芯”，中部是过渡区，以加强安全性。下部为热交换区，堆壁围满不锈钢水管。以水为介质，将热能交换出来。“堆芯”在“堆腔”内可以上下移动，因此热交换的面积的大小可以调整。出水口部位设置一个温控计与升降机的伺服电机联网控制，可以按人们设置的温度，自动控制热能的取出速度。
附图
的方案设计是一只功率100KW有效贮热800KWH(288万千焦)的“热——水反应堆”“堆芯”内装3600公斤蓄热球(这是考虑到能量转换和隔热损失为10％。)“热——水反应堆”改变了交流电能不能贮存的历史，把电转换成热能贮存，并且可以根据人们的需要提取。由于蓄热体是廉价的炼铁原料，“反应堆”的造价低，且用途很广泛首先是发电厂可以用低谷电贮热在高峰用电时回馈给发电机组，或作为热水产品出售，其次可以用于大型公用建筑的取暖及热水供应。第三是用于现有燃煤锅炉的改造。由于“热——水反应堆”可以由多个堆体组合，以满足不同规模的需要，是纯环保绿色能源。发展潜力巨大。
按北京市建筑设计规范，每一万m2建筑，需投资100多万元用于采暖锅炉等设施，如改为采用“热水反应堆”一万m2建筑只需800KWH功率的反应堆16只，连同配变电配套设施投资仅30万元。节约投资三分之二。而且由于热源取自廉价的低谷电能，运行费用低于其它采暖方式。
具体实施例方式先做系列化设计及多种样机，并与电力部门合作推广。
附各种固体物比热、热导率、密度比较表
权利要求
“低谷电蓄能·热——水反应堆”是将低谷电能转换为热能贮起来，可以在用电高峰时段、非峰谷时段取出使用，把交流电的不可贮存，改变为转换后贮存和随时提取。此发明的特征1、采用容易取得和价格低廉的球团矿为贮热原料，它在固体物质中比热高、密度高、热导率低，易于控制热能的释放。而且贮能体本身属于高电阻值的绝缘体。可长时间反复使用。2、采用隔热、密封的圆柱形堆体做为反应器，贮热的“堆芯”可以在堆中上下移动，随移动的位置高低的改变而控制热能的交换和提取。3、单体“反应堆”贮能适中，由多个“反应堆”组合起的“堆群”可满足不同规模的需求。4、出水口的温度设定为最高94℃，使热交换在低压中进行，以保证使用的安全性。
全文摘要
技术领域为新材料，用于低谷电的转换贮存。
背景技术：
中国目前年发电量14000亿KWH，国家政策鼓励使用低谷电。
发明内容
经化验，炼铁高炉的原料“球团矿”含氧化铁85％与“高铁砖”(专利号02125996·8)化学成分一致，比热0.938KWS/Kg·K，热导率2.1W/M·K，是目前已知固体物中蓄能的最好物质。设计一个用隔热材料包裹的圆柱形空腔，上部吊装一个装满“球团矿”的堆芯，以电热管在用电低谷时段蓄热，空腔下部为热交换区，腔壁内围以水管，用水为介质将热能交换出来，吊装的堆芯可以在空腔内上下移动，用热交换面积的多少控制热交换量，在出水口设温度计，用放大的温度信号自动控制堆芯的升降。
文档编号F28D20/00GK1490589SQ0213143
公开日2004年4月21日 申请日期2002年10月14日 优先权日2002年10月14日
发明者李国樑, 李国 申请人:李国樑, 李国