一种蒸汽耐火砖蓄热装置的制作方法

1.本实用新型属于蓄热技术领域，具体涉及一种蒸汽耐火砖蓄热装置。


背景技术：

2.近年来，“煤改电”行业大力发展，许多新型电力采暖设备应运而生，谷电蓄热采暖成为其中的主流形式。而固体电蓄热技术更是谷电蓄热形式的佼佼者，普遍应用于区域采暖改造、电厂深度调峰和工业生产用热等领域。
3.固体电蓄热是一种利用低价点时间段将电能转化为热能，存储于固体蓄热材料中，在需要提供热量时通过必要的取热手段进行热量释放的蓄热方式。其工艺流程为：电加热、固体蓄热储存、取热、热交换、供热末端。虽然能够实现机组的深度调峰，帮助解决新能源发电的消纳问题，但却存在电能向热能的转化，属于高品位能源向低品位能源的转化，存在一定的不合理性，会导致能源的利用率降低；而且固体电蓄热装置的电阻丝易发生损坏，维护工作量较大；用于电蓄热装置的镁砖造价高。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种蒸汽耐火砖蓄热装置，以解决现有电蓄热技术中装置造价高、维护量较大、且存在高品位能源向低品位能源转化，导致能源利用浪费的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种蒸汽耐火砖蓄热装置，包括汽包、换热器、第一循环风机、第二循环风机、外保温结构层、顶部蒸汽管道、高温蓄热装置、中温蓄热装置、换热空气流道、低温蓄热装置、底部水管道；
7.所述换热器包括外壳以及设置于外壳内的换热盘管；所述汽包的顶部接口连接顶部蒸汽管道，底部接口连接所述换热器的换热盘管，所述换热器的换热盘管与所述底部水管道连接；所述高温蓄热装置、中温蓄热装置和低温蓄热装置自上而下的安装在所述外保温结构层内部；所述顶部蒸汽管道的管身设置于高温蓄热装置之内，所述底部水管道的管身设置于所述低温蓄热装置内；
8.所述中温蓄热装置第一端和第二端分别与外保温结构层之间预留风循环空间，所述中温蓄热装置第一端处的风循环空间分割为上循环空间和下循环空间；多条所述换热空气流道开设于所述中温蓄热装置上，所述外壳的上部依次连通上循环空间、中温蓄热装置上部的换热空气流道；所述外壳的下部依次连通下循环空间、中温蓄热装置下部的换热空气流道；
9.所述高温蓄热装置、中温蓄热装置和低温蓄热装置内分别设置有温度检测装置；所述顶部蒸汽管道和底部水管道的外表面均设置有换热翅片。
10.进一步的，所述高温蓄热装置、中温蓄热装置和低温蓄热装置由耐火砖堆砌而成。
11.进一步的，所述耐火砖之间设置有粘接加强层。
12.进一步的，顶部蒸汽管道和底部水管道敷设在两层耐火砖之间的粘接加强层中。
13.进一步的，所述换热空气流道为多个耐火砖砌筑形成的细长孔洞。
14.进一步的，所述换热空气流道为开设在所述耐火砖上的多个圆形或方形风通道。
15.进一步的，所述顶部蒸汽管道的进口通过管路分别连接高温蒸汽发生装置以及用户管蒸汽管路，并分别在与高温蒸汽发生装置以及用户管蒸汽管路连接的管路上设置控制阀门。
16.进一步的，所述底部水管道通过管路分别连接连接蓄热蒸汽冷凝系统以及给水系统，并分别在与蓄热蒸汽冷凝系统以及给水系统连接的管路上设置控制阀门。
17.进一步的，所述第一循环风机和第二循环风机均为变频风机。
18.进一步的，所述换热翅片为设置于所述顶部蒸汽管道和底部水管道外表面上的环形导热片，或者呈环形布置的导热条，或者呈螺旋布置的环形导热片，或者呈螺旋布置的导热条。与现有技术相比较，本实用新型的有益效果如下：
19.1)本实用新型提供的蒸汽耐火砖蓄热装置，包括汽包、换热器、第一循环风机、第二循环风机、外保温结构层、顶部蒸汽管道、高温蓄热装置、中温蓄热装置、换热空气流道、低温蓄热装置、底部水管道；换热器包括外壳以及设置于外壳内的换热盘管，通过合理的设计，将蒸汽热能利用固体蓄热存储起来，替代了现有技术中高品位能源向低品位转化的技术，避免了能源的浪费。
20.2)本实用新型提供的蒸汽耐火砖蓄热装置，将中温蓄热装置设置为风机+换热空气流道循环换热的形式，利用空气高效地实现固体蓄体与蒸汽热量交换；可以有效解决换热盘管全部敷设在蓄热材料内部可能产生的汽堵和水锤的问题，增加装置的安全性。
附图说明
21.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
22.图1为本实用新型实施例蒸汽耐火砖蓄热装置的结构示意图。
23.图2为本实用新型实施例蒸汽耐火砖蓄热装置的蓄热步骤示意图。
24.图3为本实用新型实施例蒸汽耐火砖蓄热装置的放热步骤示意图。
25.图4为本实用新型实施例中顶部蒸汽管道带换热翅片的结构示意图。
26.图5为本实用新型实施例中底部水管道带换热翅片的结构示意图。
27.其中：1-汽包；2-换热器；3-第一循环风机；4-第二循环风机；5-外保温结构层；6-顶部蒸汽管道；7-高温蓄热装置；8-中温蓄热装置；9-换热空气流道；10-低温蓄热装置；11-底部水管道；12-耐火砖；13-粘结加强材料。
具体实施方式
28.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
29.以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本实用新型提供进一步的详细说明。除非另有指明，本实用新型所采用的所有技术术语与本技术所属领域的一般技术人员的通常
理解的含义相同。本实用新型所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。
30.实施例1
31.如图1～5所示，本实用新型实施例提供了一种蒸汽耐火砖蓄热装置，包括汽包1、换热器2、第一循环风机3、第二循环风机4、外保温结构层5、顶部蒸汽管道6、高温蓄热装置7、中温蓄热装置8、换热空气流道9、低温蓄热装置10、底部水管道11；换热器2包括外壳以及设置于外壳内的换热盘管；汽包1的顶部接口连接顶部蒸汽管道6，底部接口连接换热器2的换热盘管，换热器2的换热盘管与底部水管道11连接；高温蓄热装置7、中温蓄热装置8和低温蓄热装置10自上而下的安装在外保温结构层5内部；顶部蒸汽管道6的管身设置于高温蓄热装置7之内，底部水管道11的管身设置于低温蓄热装置10内；中温蓄热装置8第一端和第二端分别与外保温结构层5之间预留风循环空间，中温蓄热装置8第一端处的风循环空间分割为上循环空间和下循环空间；多条换热空气流道9开设于中温蓄热装置8上，外壳的上部依次连通上循环空间、中温蓄热装置8上部的换热空气流道9；外壳的下部依次连通下循环空间、中温蓄热装置8下部的换热空气流道9；高温蓄热装置7、中温蓄热装置8和低温蓄热装置10内分别设置有温度检测装置；所述顶部蒸汽管道6和底部水管道11的外表面均设置有换热翅片。
32.顶部蒸汽管道6的进口通过管路分别连接高温蒸汽发生装置以及用户管蒸汽管路，并分别在与高温蒸汽发生装置以及用户管蒸汽管路连接的管路上设置控制阀门。底部水管道11通过管路分别连接连接蓄热蒸汽冷凝系统以及给水系统，并分别在与蓄热蒸汽冷凝系统以及给水系统连接的管路上设置控制阀门。
33.通过上述设置，本实用新型将蒸汽热能利用固体蓄热存储起来，替代了现有技术中高品位能源向低品位转化的技术，避免了能源的浪费。
34.在一个具体实施例中，换热翅片为设置于顶部蒸汽管道6和底部水管道11外表面上的环形导热片，或者呈环形布置的导热条，或者呈螺旋布置的环形导热片，或者呈螺旋布置的导热条。起到增大换热面积的作用，进一步的提高换热效率。
35.作为上述实施例的一种具体示例，高温蓄热装置7、中温蓄热装置8和低温蓄热装置10由耐火砖12堆砌而成。更具体的，耐火砖12之间设置有粘接加强层13，顶部蒸汽管道6和底部水管道7敷设在两层耐火砖之间的粘接加强层13中。
36.应用于本实用新型的一个具体实施例，换热空气流道9为多个耐火砖12砌筑形成的细长孔洞。在其他的一些实施例中，换热空气流道9为开设在耐火砖12上的多个圆形风通道。
37.作为上述实施例的一种具体示例，第一循环风机3和第二循环风机4均为变频风机。
38.如图2和3所示，本实用新型实施例蒸汽耐火砖蓄热装置工作原理如下：
39.蓄热方法包括如下步骤：
40.s1：过热蒸汽经过高温蓄热装置6将热量通过热对流和热传导的方式传递给耐火砖12，并把热量储存起来，过热蒸汽变为饱和蒸汽，进入汽包1；
41.s2：换热器2内的饱和蒸汽通过换热介质空气将热量传递给中温蓄热装置8的耐火砖12里，饱和蒸汽变为饱和水，进入底部水管道11；
42.s3：底部水管道11内的饱和水以及过冷水通过热对流和热传导的方式将热量传递给耐火砖12，并将热量储存。
43.通过步骤s1-s3，耐火砖蓄热装置将过热蒸汽的热量存储在耐火砖12内，并且耐火砖12由上到下温度逐渐递减。
44.放热方法包括如下步骤：
45.s100：低温蓄热装置10中耐火砖12的热量通过热传导和热对流的方式传递给底部水管道11的低温来水，使低温过冷水变为饱和水；
46.s200：中温蓄热装置8的热空气通过热对流和热传导将热量传递给换热器2的饱和态的汽水混合物，将其变为饱和蒸汽，进入汽包1；
47.s300：高温蓄热装置7中耐火砖12的热量通过热传导和热对流的方式传递给顶部蒸汽管道6的过热蒸汽。
48.通过步骤s100-s200，固体蓄热装置将耐火砖的热量传递给汽水，释放储存的热量。
49.由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。