一种固体蓄热储热供汽系统的制作方法

1.本发明涉及固体蓄热技术领域，尤其涉及一种固体蓄热储热供汽系统。


背景技术：

2.目前固体储热供热系统大量应用于居民供暖，运行过程稳定，技术成熟度高，但工业领域应用少，还普遍处于示范应用阶段。现有技术中，cn107062173a披露了一种低谷电蓄热锅炉及其使用方法，包括：汽包和蓄热罐体，蓄热罐体内设有加热蓄热介质的电加热装置，电加热装置与供电系统相连，蓄热罐体内设有绝热隔板和换热面积可调的换热装置，换热装置的释热介质入口设置在蓄热罐体上，释热介质出口设置在汽包内，汽包的顶部设有蒸汽出口和稳压阀，汽包与释热介质入口之间连接有回水通路。该技术方案在储热阶段，利用夜间廉价的低谷电能对蓄热罐体内蓄热介质进行加热，白天用储存的热能提供所需蒸汽，解决了电网的峰谷问题。另外，现有技术cn113008064a公开了一种蒸汽储热设备及供汽系统，蒸汽储热设备包括：蓄热系统，包括进汽接口和出汽接口；供汽组件，与进汽接口连接，用于向蓄热系统供给蒸汽；出汽组件，与出汽接口连接；蓄热系统被设定有充热过程和放热过程，用于使供汽组件和出汽组件均处于压力平衡状态，蒸汽储热设备，利用水以及相变材料的蓄热功能，将热能以饱和水的形式储存起来并进行储热、放热过程，使得整个供气系统的蒸汽产生量、释放量始终能够维持平衡。
3.但是现有技术中，储热供热系统产生的均为饱和蒸汽或热风，饱和蒸汽技术由于长距离输送产生凝结水而造成热损失、蒸汽温度低，不能实现长距离输送，无法满足区域热力集中供暖需求。因此，如何克服上述现有技术方案的不足，成为本技术领域亟待解决的课题。


技术实现要素：

4.为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种固体蓄热储热供汽系统。本发明具体采用如下技术方案。
5.一种固体蓄热储热供汽系统，其特征在于，包括依次连接的蒸汽给水部分、蓄热部分、释热部分；
6.所述蒸汽给水部分用于根据系统设计需求，向所述蓄热部分提供给定压力的供水；
7.所述蓄热部分用于将电力转化成热能并存储于蓄热材料内，并根据用户热需求向所述释热部分提供热源；
8.所述释热部分用于根据用户需求提供饱和蒸汽或过热蒸汽。
9.优选为：所述蒸汽给水部分包括水箱、给水泵、第一压力传感器、第一温度传感器、水流量计；
10.所述水箱1的出水口与所述给水泵的进水口通过管道连接；所述给水泵与所述蓄热部分的连接管道上设置所述第一压力传感器、所述第一温度传感器、所述水流量计。
11.优选为：所述蓄热部分包括下集合管、吸热直热管、上集合管、冷热温度传感器、热风温度传感器、电加热元件、蓄热材料、蓄热装置；
12.所述下集合管与所述给水泵的出水口通过管道连接；多个所述吸热直热管7的进水口分别与所述下集合管的多个出水口连接；
13.多个块状的所述蓄热材料拼合形成所述蓄热装置，其拼合后能够形成供多个所述吸热直热管穿过的竖直通孔以及供所述电加热元件穿过的水平通孔；
14.所述上集合管的多个进水口与多个吸热直热管的出水口分别连接；
15.所述冷热温度传感器、热风温度传感器分别设置在蓄热装置的两端。
16.优选为：所述吸热直热管7穿过所述竖直通孔并设置在所述蓄热装置中，所述蓄热装置的所述蓄热材料用于根据热用户需求释放热量，将热量传输至所述吸热直热管和循环空气中，且支撑所述吸热直热管。
17.优选为：所述释热部分包括第二压力传感器、第二温度传感器、汽包、第三压力传感器、第三温度传感器、过热发生器、第四温度传感器、第四压力传感器、蒸汽流量计、饱和蒸汽开关阀门、过热蒸汽开关阀门；
18.所述汽包的进水口作为所述释热部分的进水口与所述上集合管的出水口连接，该管道上安装有第二压力传感器、第二温度传感器用于检测管道内水压及其温度；所述汽包的出气口通过管道分别与所述过热发生器的进气口、饱和蒸汽开关阀门的进气口连接，该管道上安装有第三压力传感器、第三温度传感器，分别用于对管道内的压力和温度进行检测；所述过热发生器的出气口连接所述过热蒸汽开关阀门的进气口；所述饱和蒸汽开关阀门和所述过热蒸汽开关阀门的出气口均连接到热需求用户管路；
19.所述热需求用户管路上安装有第四温度传感器、第四压力传感器、蒸汽流量计，分别用于对管道内的温度、压力和蒸汽流量进行检测。
20.优选为：所述汽包用于将来自所述上集合管的汽液混合介质进行汽、液分离，液体回到下集合管再次加热，汽体通过所述汽包的出气口排出，输送到所述过热发生器，或者，通过所述饱和蒸汽开关阀门直接供给热需求用户。
21.优选为：所述过热发生器将来自所述汽包的蒸汽进一步加热，产生过饱和蒸汽，并通过所述过热蒸汽开关阀门供给热需求用户。
22.有益效果：
23.本发明在蓄热装置内增加吸热直热管，进一步吸收蓄热材料内释热缓慢或无法充分释热的热量，传递至水，将水由液态变成汽液混合介质，不仅能增加蓄热装置的有效容量，而且提升储热释热系统整体热效率。
附图说明
24.图1是本发明固体蓄热储热供汽系统的示意图。
25.图2是本发明蓄热装置的示意图。
26.图3是本发明蓄热材料异形结构的示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明
的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本技术提供进一步的说明。
28.除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
29.参见附图1-3所示，本发明的具体实施例涉及一种固体蓄热储热供汽系统。所述固体蓄热储热供汽系统包括：依次连接的蒸汽给水部分、蓄热部分、释热部分；
30.所述蒸汽给水部分用于根据系统设计需求，向所述蓄热部分提供给定压力的供水；所述蓄热部分包括蓄热材料，用于将电力转化成热能并存储于蓄热材料内，并根据用户热需求向所述释热部分提供热源；所述释热部分，用于根据用户需求提供饱和蒸汽或过热蒸汽。
31.所述蒸汽给水部分包括水箱1、给水泵2、第一压力传感器3、第一温度传感器4、水流量计5。
32.所述水箱1中存储水，所述水箱1的出水口与所述给水泵2的进水口通过管道连接，所述给水泵2的出水口与所述蓄热部分的进水口通过管道连接。所述给水泵2用于将水箱1中存储的水加压泵送到所述蓄热部分。
33.所述给水泵2与所述蓄热部分的的连接管道上设置所述第一压力传感器3、所述第一温度传感器4、所述水流量计5。
34.所述第一压力传感器3用于对管道内的供水水压进行检测。所述第一温度传感器4用于对管道内的供水水温进行检测。所述水流量计5用于对管道内的供水流量进行检测。
35.所述蓄热部分包括下集合管6、吸热直热管7、上集合管8、循环风机20、冷热温度传感器21、热风温度传感器22、电加热元件24、蓄热材料25、蓄热装置26。
36.所述下集合管6的进水口作为所述蓄热部分的进水口，与所述给水泵2的出水口通过管道连接。所述下集合管6包括多个出水口，吸热直热管7数量为多个，多个吸热直热管7的进水口与所述下集合管6的多个出水口分别连接，所述下集合管6用于将水输送至所述吸热直热管7。
37.如附图2所示，多个块状的所述蓄热材料25拼合形成所述蓄热装置26。如附图3所示，所述蓄热材料25为异形结构，其拼合后能够形成供所述多个吸热直热管7穿过的竖直通孔，以及供所述电加热元件24穿过的水平通孔。
38.所述电加热元件24为多个，分别穿过所述水平通孔设置在所述蓄热装置26中，用于将电能转化成热能，所述蓄热装置26的所述蓄热材料25用于将热能存储。
39.所述吸热直热管7分别穿过所述竖直通孔设置在所述蓄热装置26中，所述蓄热装置26的所述蓄热材料25用于根据热用户需求释放热量，将热量传输至所述吸热直热管7和循环空气中，且支撑所述吸热直热管7。
40.所述上集合管8包括多个进水口，所述上集合管8的多个进水口多个吸热直热管7的出水口分别连接。所述上集合管8的出水口与所述释热部分的进口通过管道连接。所述上集合管8用于将吸热直热管7内的汽液混合介质收集并输送至所述释热部分。
41.所述热风温度传感器22所在的管路，连接了蓄热装置26和过热发生器14，该管路内有热风，低温热风经过蓄热装置26后吸收热量，变成高温热风，将热量传递给过热发生器14，产生过热蒸汽。
42.所述释热部分包括第二压力传感器9、第二温度传感器10、汽包11、第三压力传感器12、第三温度传感器13、过热发生器14、第四温度传感器15、第四压力传感器16、蒸汽流量计17、饱和蒸汽开关阀门18、过热蒸汽开关阀门19、冷却后热风温度传感器23。
43.所述汽包11的进水口作为所述释热部分的进水口，通过管道与所述上集合管8的出水口连接，该管道上安装有第二压力传感器9、第二温度传感器10，分别用于对管道内的压力和温度进行检测。所述汽包11的出气口通过管道分别与所述过热发生器14的进气口、所述饱和蒸汽开关阀门18的进气口连接，该管道上安装有第三压力传感器12、第三温度传感器13，分别用于对管道内的压力和温度进行检测。所述过热发生器14的出气口连接所述过热蒸汽开关阀门19的进气口。所述饱和蒸汽开关阀门18和所述过热蒸汽开关阀门19的出气口均连接到热需求用户管路。
44.所述汽包11用于将来自所述上集合管8的汽液混合介质进行汽、液分离，液体回到下集合管再次加热，汽体通过所述汽包11的出气口排出，输送到所述过热发生器14，或者，通过所述饱和蒸汽开关阀门18直接供给热需求用户。
45.所述过热发生器14将来自所述汽包11的蒸汽进一步加热，产生过饱和蒸汽，并通过所述过热蒸汽开关阀门19供给热需求用户。
46.所述热需求用户管路上安装有第四温度传感器15、第四压力传感器16、蒸汽流量计17，分别用于对管道内的温度、压力和蒸汽流量进行检测。
47.所述冷热温度传感器21、热风温度传感器22所在的管路，连接了蓄热装置26和过热发生器14，热风管路，高温热风将热量传递给过热发生器14后，变成冷热风，重新返回至蓄热装置26吸收热量，变成高温热风，进入再次热风过程。
48.图2是本发明蓄热装置的示意图，该结构内布置了吸热直热管，同时保留了原热风换热的通道，吸热直热管将原热风换热过程不能带走的热量吸收，扩宽了储热装置释热过程中低温区间，提升装置有效利用率。
49.图3是本发明蓄热材料异形结构的示意图，该结构用于支撑电加热件、吸热直热管及保证原热风换热通道，是蓄热装置26的关键组成部件。
50.本发明采用异形储热材料结构，保证原热风换热性能的基础上，增加了直热吸收管支撑功能。直热吸热管的增加，不仅拓宽了储热装置的低温区间，从而产生饱和蒸汽，继而产生过热蒸汽，填补原固体储热装置产生过热蒸汽的空白。
51.如上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。