一种热化学储能反应器和热化学储能方法与流程

本发明属于储能领域，涉及一种热化学储能反应器和热化学储能方法。

背景技术：

热化学储能主要是基于一种可逆的热化学反应，通过化学键的断裂重组实现能量的存储和释放，在储能反应中，储能材料吸收热量分解成两种物质单独储存，当需要供能时，两种物质充分接触发生反应，将储存的化学能转化为热能并释放出来。热化学储能密度和效率高，适用于太阳能热能的高温高密度储存。热化学储能的体积和重量储能密度远高于显热或者相变蓄热，储能载体可以在常温下长期储存，热化学储能通常可以得到高品位热能，大多数热化学储能载体安全、无毒、价格低廉，而且便于处理。

由于热化学储能反应器结构的缘故，会出现布气不均的情况，导致储能材料在热化学储能反应器中出现局部的结块，影响储能材料的透气性，从而影响储能反应器的整体性能。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种热化学储能反应器和热化学储能方法，该反应器和热化学储能方法利于均匀布气。

为达到上述目的，本发明所述的热化学储能反应器包括反应气体入口、工质入口、工质出口、反应气体出口、壳体以及设置于壳体的储能介质块及换热盘管；

储能介质块内部设置有进气腔室，其中，储能介质块的上端与壳体顶部之间相接触，储能介质块的下端与壳体顶部之间相接触，储能介质块侧壁的外侧与壳体侧壁的内壁之间形成排气腔室，换热盘管位于储能介质块内，反应气体入口与进气腔室相连通，反应气体出口与排气腔室相连通，工质入口与换热盘管的入口相连通，工质出口与换热盘管的出口相连通；

进气腔室内设置有进气格栅，排气腔室内设置有排气格栅。

储能介质块的材质为储能介质碳酸钙。

储能介质块为中空结构。

本发明所述的热化学储能方法包括以下步骤：

在储能时，高温工质从工质入口进入换热盘管中，储能介质块吸收换热盘管中高温工质的热量后，受热分解，生成反应气体二氧化碳，反应气体二氧化碳经过排气格栅进入排气腔室中，然后经反应气体出口排出，高温工质的热量传递给储能介质块后温度降低，再从工质出口排出，完成储能；

在释放能量时，反应气体二氧化碳从反应气体入口进入到进气腔室中，再穿过进气格栅进入到储能介质块中与储能介质块发生反应，以释放出热量，低温工质从工质入口进入换热盘管中，吸收储能介质块释放的热量而转换为高温工质，高温工质从工质出口排出，完成能量释放。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的热化学储能反应器和热化学储能方法在具体操作时，换热盘管位于储能介质块内，储能介质块内部设置有进气腔室，储能介质块侧壁的外侧与壳体1侧壁的内壁之间形成排气腔室，在储能时，储能介质块受热分解产生的反应气体二氧化碳经过排气格栅进入排气腔室中，在在释放能量时，反应气体二氧化碳穿过进气格栅进入到储能介质块中与储能介质块发生反应，以实现均匀布气，防止局部结块，同时防止粉尘夹带。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1为壳体、2为排气腔室、3为排气格栅、4为储能介质块、5为换热盘管、6为进气格栅、7为进气腔室、8为反应气体入口、9为工质入口、10为工质出口、11为反应气体出口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的热化学储能反应器包括反应气体入口8、工质入口9、工质出口10、反应气体出口11、壳体1以及设置于壳体1的储能介质块4及换热盘管5；储能介质块4内部设置有进气腔室7，其中，储能介质块4的上端与壳体1顶部之间相接触，储能介质块4的下端与壳体1顶部之间相接触，储能介质块4侧壁的外侧与壳体1侧壁的内壁之间形成排气腔室2，换热盘管5位于储能介质块4内，反应气体入口8与进气腔室7相连通，反应气体出口11与排气腔室2相连通，工质入口9与换热盘管5的入口相连通，工质出口10与换热盘管5的出口相连通；进气腔室7内设置有进气格栅6，排气腔室2内设置有排气格栅3。

需要说明的是，储能介质块4的材质为储能介质碳酸钙，储能介质块4为中空结构。

本发明所述的热化学储能方法包括以下步骤：

在储能时，高温工质从工质入口9进入换热盘管5中，储能介质块4吸收换热盘管5中高温工质的热量后，受热分解，生成反应气体二氧化碳，反应气体二氧化碳经过排气格栅3进入排气腔室2中，然后经反应气体出口11排出，高温工质的热量传递给储能介质块4后温度降低，再从工质出口10排出，完成储能；

在释放能量时，反应气体二氧化碳从反应气体入口8进入到进气腔室7中，再穿过进气格栅6进入到储能介质块4中与储能介质块4发生反应，以释放出热量，低温工质从工质入口9进入换热盘管5中，吸收储能介质块4释放的热量而转换为高温工质，高温工质从工质出口10排出，完成能量释放。

需要指出的是，上述实施例只为说明本发明的技术构思和特点，具体的实施方法，如热化学储能反应器的形状，储能介质的类型等仍可进行修改和改进，但都不会由此而背离权利要求书中所规定的本发明的范围和基本精神。

技术特征：

1.一种热化学储能反应器，其特征在于，包括反应气体入口(8)、工质入口(9)、工质出口(10)、反应气体出口(11)、壳体(1)以及设置于壳体(1)的储能介质块(4)及换热盘管(5)；

储能介质块(4)内部设置有进气腔室(7)，其中，储能介质块(4)的上端与壳体(1)顶部之间相接触，储能介质块(4)的下端与壳体(1)顶部之间相接触，储能介质块(4)侧壁的外侧与壳体(1)侧壁的内壁之间形成排气腔室(2)，换热盘管(5)位于储能介质块(4)内，反应气体入口(8)与进气腔室(7)相连通，反应气体出口(11)与排气腔室(2)相连通，工质入口(9)与换热盘管(5)的入口相连通，工质出口(10)与换热盘管(5)的出口相连通；

进气腔室(7)内设置有进气格栅(6)，排气腔室(2)内设置有排气格栅(3)。

2.根据权利要求1所述的热化学储能反应器，其特征在于，储能介质块(4)的材质为储能介质碳酸钙。

3.根据权利要求1所述的热化学储能反应器，其特征在于，储能介质块(4)为中空结构。

4.一种热化学储能方法，其特征在于，基于权利要求1所述的热化学储能反应器，包括以下步骤：

在储能时，高温工质从工质入口(9)进入换热盘管(5)中，储能介质块(4)吸收换热盘管(5)中高温工质的热量后，受热分解，生成反应气体二氧化碳，反应气体二氧化碳经过排气格栅(3)进入排气腔室(2)中，然后经反应气体出口(11)排出，高温工质的热量传递给储能介质块(4)后温度降低，再从工质出口(10)排出，完成储能；

在释放能量时，反应气体二氧化碳从反应气体入口(8)进入到进气腔室(7)中，再穿过进气格栅(6)进入到储能介质块(4)中与储能介质块(4)发生反应，以释放出热量，低温工质从工质入口(9)进入换热盘管(5)中，吸收储能介质块(4)释放的热量而转换为高温工质，高温工质从工质出口(10)排出，完成能量释放。

技术总结
本发明公开了一种热化学储能反应器和热化学储能方法，包括反应气体入口、工质入口、工质出口、反应气体出口、壳体以及设置于壳体的储能介质块及换热盘管；储能介质块内部设置有进气腔室，其中，储能介质块的上端与壳体顶部之间相接触，储能介质块的下端与壳体顶部之间相接触，储能介质块侧壁的外侧与壳体侧壁的内壁之间形成排气腔室，换热盘管位于储能介质块内，反应气体入口与进气腔室相连通，反应气体出口与排气腔室相连通，工质入口与换热盘管的入口相连通，工质出口与换热盘管的出口相连通；进气腔室内设置有进气格栅，排气腔室内设置有排气格栅，该反应器和热化学储能方法利于均匀布气。

技术研发人员：张纯;杨玉;顾正萌;张一帆;李红智;姚明宇
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：2020.06.02
技术公布日：2020.08.18