固体蓄热系统的消除法气体惰性化处理装置的制作方法

本发明涉及一种气体惰性化处理装置，特别是利用消除氧气的方法对进入固体蓄热系统中的空气进行处理的气体惰性化处理装置。属于固体电蓄热技术领域。

背景技术：

目前的固体蓄热装置内部一般由两种风道构成，一种是加热通道，内部安装有电热丝，另一种是换热通道；这两种风道一般是相互独立、完全隔离的，主要原因是考虑如果将安装电热丝的加热通道与换热通道连通，在电热丝工作时，空气的流动可能造成电热丝表面的加速氧化，缩短电热丝的使用寿命。

加热通道不与换热通道连通，也就是说不与空气进行对流换热，加热通道与换热通道之间只能是通过蓄热体的传导换热，其缺点是减小了蓄热体内部的换热面积，使得不同蓄热砖之间以及同一蓄热砖不同空间部位的温差增大，降低了蓄热容量、吸热放热效率和动态响应性能。同时，还会导致电热丝工作时的加热通道内部环境温度过高，缩短电热丝的使用寿命等。

现有技术中，有采用将电热丝包裹封闭在耐高温合金外壳中的方法，隔绝了空气，能够起到防止电热丝氧化的作用。但是由于电热丝与其周围的加热通道内壁之间，主要以热辐射换热方式为主，仍然对换热效率和动态响应性能有影响，未能从根本上解决这一问题。

固体蓄热装置工作于不同的环境中，一般不是完全密封状态，装置内部与外部大气之间相通。一方面可能会有水汽、灰尘等，另一方面可能还有含硫等腐蚀性气体，会影响到电热丝、甚至蓄热砖的使用寿命。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种固体蓄热系统的消除法气体惰性化处理装置，消除固体蓄热系统内部的氧气，有效减缓电热丝的氧化；将加热通道并入到换热风路中，降低电热丝的工作温度，从而大大提高电热丝使用寿命。同时，扩大了蓄热体内部换热面积，显著降低了不同蓄热砖之间以及同一蓄热砖不同空间部位的温差，提高蓄热容量、吸热放热效率和动态响应性能。还具有结构简单、成本较低、运行可靠、维护方便等优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

所述的固体蓄热系统的消除法气体惰性化处理装置，包括蓄热体（1）、加热通道（2）、电热丝（3）、换热通道（4）、进风室（5）、出风室（6）、进风口（7）、出风口（8）、气体惰性化处理装置（9）、取气口（10）、补气口（11）、平衡口（12）。

蓄热体（1）中有多条加热通道（2），加热通道（2）内部安装有电热丝（3），多条换热通道（4）在蓄热体（1）内部连通进风室（5）和出风室（6），沿程与多条与其空间正交的加热通道（2）相连通，进风口（7）与进风室（5）相通，出风口（8）与出风室（6）相通。

出风室（6）内部的循环气体经过取气口（10）引出，进入气体惰性化处理装置（9），将循环气体中的氧气消除后，再经补气口（11）送入进风室（5）；

平衡口（12）将出风室（6）与外部大气连通。

进一步地，所述的气体惰性化处理装置（9）中有燃烧物（13）和燃烧仓（14），燃烧物（13）在燃烧仓（14）内与循环气体充分燃烧，生成固态物或不易挥发的液态物。

进一步地，所述的气体惰性化处理装置（9）中有吸附装置（15），消除循环气体中的大颗粒杂质和水汽。

进一步地，所述的气体惰性化处理装置（9）中有过滤装置（16），消除循环气体中的含硫气体及其他腐蚀性气体成分。

进一步地，包括氧气含量传感器（17），安装在出风室（6）内，实时监测氧气含量，当氧气含量较高时，气体惰性化处理装置（9）工作，直至氧气含量低于设定的阈值，停止工作。

进一步地，包括压力平衡阀（18），安装在平衡口（12）上，使所述固体蓄热系统内外气体压力相同，且在正常运行情况下将内部循环气体与外部大气隔绝。

进一步地，所述的固体蓄热系统为密封系统。

与现有技术相比较，本发明具有如下优点：

1、采用气体惰性化处理装置将内部循环气体中的氧气消除后送回密封的固体蓄热系统中，有效减缓了电热丝的氧化，且使电热丝在蓄热过程中直接参与通风换热，有效降低了电热丝的工作温度，从而大大提高了电热丝使用寿命。同时，加热通道并入到换热风路中，扩大了蓄热体内部换热面积，显著降低了不同蓄热砖之间以及同一蓄热砖不同空间部位的温差，提高蓄热容量、吸热放热效率和动态响应性能。还具有结构简单、成本较低、运行可靠、维护方便等优点。

2、在气体惰性化处理装置中通过燃烧充分消除氧气，生成固态物或不易挥发的液态物，不会对循环气体成分造成不可预知的影响。

3、在空气进入气体惰性化处理装置前，采用吸附装置消除循环气体中的大颗粒杂质和水汽，采用过滤装置消除循环气体中的含硫气体及其他腐蚀性气体成分等，不但延长了电热丝、蓄热砖的使用寿命，且能有效保障气体惰性化处理装置的工作效率和效果。

4、采用氧气含量传感器监测循环气体的氧气含量，控制气体惰性化处理装置的工作，同时采用压力平衡阀平衡内外压力，且在正常情况下将内部循环气体与外部大气隔绝。从而使得蓄热装置内部的氧气含量一直能维持最小，且能防止内部压力过高或过低，使系统工作安全可靠。

附图说明

图1：系统结构示意图。

图中：1-蓄热体、2-加热通道、3-电热丝、4-换热通道、5-进风室、6-出风室、7-进风口、8-出风口、9-气体惰性化处理装置、10-取气口、11-补气口、12-平衡口、13-燃烧物、14-燃烧仓、15-吸附装置、16-过滤装置、17-氧气含量传感器、18-压力平衡阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：

如图1所示为系统结构示意图，所述的固体蓄热系统的置换法气体惰性化处理装置包括蓄热体（1）、加热通道（2）、电热丝（3）、换热通道（4）、进风室（5）、出风室（6）、进风口（7）、出风口（8）、气体惰性化处理装置（9）、取气口（10）、补气口（11）、平衡口（12）、燃烧物（13）、燃烧仓（14）、吸附装置（15）、过滤装置（16）、氧气含量传感器（17）、压力平衡阀（18）。

图1中，蓄热体（1）中有多条加热通道（2），加热通道（2）内部安装有电热丝（3），多条换热通道（4）在蓄热体（1）内部连通进风室（5）和出风室（6），沿程与多条与其空间正交的加热通道（2）相连通，进风口（7）与进风室（5）相通，出风口（8）与出风室（6）相通。加热通道（2）并入到换热风路中，扩大了蓄热体内部换热面积，显著降低了不同蓄热砖之间以及同一蓄热砖不同空间部位的温差，提高蓄热容量、吸热放热效率和动态响应性能。

图1中，固体蓄热系统为密封系统，正常工作时，安装在出风室（6）内的氧气含量传感器（17）实时监测氧气含量，当氧气含量较高时，气体惰性化处理装置（9）工作，将出风室（6）内部的循环气体经过取气口（10）引出，进入气体惰性化处理装置（9），将循环气体中的氧气消除后，再经补气口（11）送入进风室（5）；直至氧气含量低于设定的阈值，停止工作。有效减缓了电热丝的氧化，且使电热丝在蓄热过程中能够直接参与通风换热，有效降低了电热丝的工作温度，从而大大提高了电热丝使用寿命。

图1中，气体惰性化处理装置（9）中的燃烧物（13）在燃烧仓（14）内，与循环气体充分燃烧，生成固态物或不易挥发的液态物，不会对循环气体成分造成不可预知的影响。

图1中，循环气体先经过吸附装置（15），消除大颗粒杂质和水汽，再经过过滤装置（16），消除含硫气体及其他腐蚀性气体成分，然后才进入燃烧仓（14）中充分燃烧。有效避免了杂质、水汽、含硫气体及其他腐蚀性气体成分对电热丝、蓄热砖的不利影响，不但延长了电热丝、蓄热砖的使用寿命，且能有效保障气体惰性化处理装置的工作效率和效果。尤其固体蓄热系统工作在恶劣环境条件下，或者是长期停用后再启用时，效果尤为显著。

图1中，安装在平衡口（12）上的压力平衡阀（18），将出风室（6）与外部大气连通。当出风室（6）内部压力与外部大气基本相同时，压力平衡阀（18）关闭，将内部循环气体与外部大气隔绝，保持蓄热装置内部的氧气含量一直能维持最小；当出风室（6）内部压力与外部大气存在一定的压差时，压力平衡阀（18）打开，防止内部压力过高或过低，使系统工作安全可靠。

以上所述仅为本发明的较佳实施实例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。