分层式单罐堆积床储热装置的制作方法

本发明涉及储能，具体地，涉及一种分层式单罐堆积床储热装置。

背景技术：

1、堆积床是一种新型的高效紧凑的储放热装置，其结构多为在容器内部堆积填充颗粒状或球状的储热介质。储放热工况时，换热流体从堆积床的缝隙中流过，换热流体与储热介质对流以实现换热。其中，储热过程中，储热介质吸热温度升高，从而储存热量，放热过程中，储热介质放热温度下降，实现放热。堆积床可应用于工业余热回收、太阳能利用、谷电利用等领域，可为用户供热、供蒸汽、发电等。相比传统的双罐储热装置，单罐储热装置具有结构紧凑、占地小、储热密度高等优点，在热储能领域得到了越来越广泛的应用。

2、相关技术中，单罐堆积床储热设备是在一个单罐内自由堆积一定数量的固体球体或者装填相变材料的相变球体，利用固体球体或相变球体的显热或者潜热来储存热量。然而，这种单罐堆积床存在安装时装填小球和拆卸时取出小球的困难，且在维护检修时中更换小球不易。此外，由于所有小球堆积在一起，容易导致底层的小球容受挤压而造成破损，对系统的稳定安全造成影响，且相关技术中的单罐结构也无法考虑在换热流体方向上孔隙率的变化，换热效率低。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种分层式单罐堆积床储热装置，该装置的稳定性好、可靠性高、换热效率高。

2、本发明实施例的分层式单罐堆积床储热装置，包括：

3、罐体，所述罐体具有安装腔，所述安装腔沿上下方向延伸，所述安装腔内适于通入换热流体，所述换热流体沿所述上下方向流动；

4、安装件，所述安装件为n个，n个安装件在所述安装腔内沿所述上下方向可拆卸地布置，n＞3，所述安装件具有容纳室，相邻的所述安装件的容纳室连通，所述容纳室内适于设置储热件，所述换热流体在流动的过程中经过n个所述安装件，以与n个所述容纳室内的储热件进行热交换。

5、本发明实施例的分层式单罐堆积床储热装置，可以将储热件分散在n个容纳室内，从而将储热件的总重量进行分散，避免储热件全部堆积在一起，导致安装腔底部的承重过大，出现结构变形损坏的情况，和底层的储热件受积压严重，出现破损的情况，提高了该装置的安全可靠性，n个安装件可拆卸地布置，使得储热件可以先在罐体外穿入安装件，再将n个安装件依次装入安装腔，拆卸时，先将n个安装件取出安装腔，再将安装腔内的储热件拿出，相对于传统的单罐在装填和取出储热件而言，操作更简单、方便，此外，n个容纳室内可分别装填不同的储热件，可提高换热流体与储热件进行热交换的效率。

6、在一些实施例中，所述安装件包括底板和侧壁，所述侧壁围绕所述底板的周向设置，所述容纳室形成在所述侧壁和所述底板围成的腔室内，所述底板上具有多个开孔，多个开孔在所述底板上间隔布置。

7、在一些实施例中，所述安装件还包括吊耳，所述吊耳至少为两个，至少两个所述吊耳设在所述侧壁的内壁面上，且围绕所述侧壁的周向间隔布置，所述吊耳邻近所述侧壁的上端。

8、在一些实施例中，所述安装件具有卡槽，所述卡槽形成在所述侧壁的下端，所述卡槽由所述侧壁的下端朝向所述底板的中心轴线凹陷形成，所述底板的横截面积小于所述侧壁所围成的横截面积，所述卡槽与相邻的所述安装件的侧壁的上端卡接。

9、在一些实施例中，所述侧壁的上端在所述上下方向上凸出所述吊耳的尺寸与所述卡槽在所述上下方向上的尺寸相同。

10、在一些实施例中，所述安装件呈圆柱状，所述安装件的外壁面与所述安装腔的内壁面接触。

11、在一些实施例中，所述分层式单罐堆积床储热装置还包括保温组件，所述保温组件包括保温件和外壳，所述保温件包裹在所述罐体的外壁面，所述外壳包裹在所述保温件的外壁面。

12、在一些实施例中，所述罐体包括沿所述上下方向依次布置且连通的第一部分、中间部分和第二部分，所述安装腔形成在所述中间部分，所述第一部分具有第一腔室和第一开口，所述第一开口位于所述第一部分的顶部且与所述第一腔室连通，所述第二部分具有第二腔室和第二开口，所述第二开口位于所述第二部分的底部且与所述第一腔室连通，所述第一腔室和所述第二腔室与所述安装腔连通。

13、在一些实施例中，所述第一腔室的横截面积从所述第一部分的顶部到所述第一部分的底部逐渐增大，所述第二腔室的横截面积从所述第二部分的顶部到所述第二部分的底部逐渐减小。

14、在一些实施例中，所述分层式单罐堆积床储热装置还包括均流器、第一管道和第二管道，所述均流器设在所述第一腔室内且位于所述第一腔室的底部，所述第一管道与所述第一开口连通，所述第二管道与所述第二开口连通。

技术特征：

1.一种分层式单罐堆积床储热装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的分层式单罐堆积床储热装置，其特征在于，所述安装件(2)包括底板(21)和侧壁(22)，所述侧壁(22)围绕所述底板(21)的周向设置，所述容纳室(23)形成在所述侧壁(22)和所述底板(21)围成的腔室内，所述底板(21)上具有多个开孔(211)，多个开孔(211)在所述底板(21)上间隔布置。

3.根据权利要求2所述的分层式单罐堆积床储热装置，其特征在于，所述安装件(2)还包括吊耳(24)，所述吊耳(24)至少为两个，至少两个所述吊耳(24)设在所述侧壁(22)的内壁面上，且围绕所述侧壁(22)的周向间隔布置，所述吊耳(24)邻近所述侧壁(22)的上端。

4.根据权利要求3所述的分层式单罐堆积床储热装置，其特征在于，所述安装件(2)具有卡槽(25)，所述卡槽(25)形成在所述侧壁(22)的下端，所述卡槽(25)由所述侧壁(22)的下端朝向所述底板(21)的中心轴线凹陷形成，所述底板(21)的横截面积小于所述侧壁(22)所围成的横截面积，所述卡槽(25)与相邻的所述安装件(2)的侧壁(22)的上端卡接。

5.根据权利要求4所述的分层式单罐堆积床储热装置，其特征在于，所述侧壁(22)的上端在所述上下方向上凸出所述吊耳(24)的尺寸与所述卡槽(25)在所述上下方向上的尺寸相同。

6.根据权利要求2所述的分层式单罐堆积床储热装置，其特征在于，所述安装件(2)呈圆柱状，所述安装件(2)的外壁面与所述安装腔(121)的内壁面接触。

7.根据权利要求1所述的分层式单罐堆积床储热装置，其特征在于，还包括保温组件(4)，所述保温组件(4)包括保温件(41)和外壳(42)，所述保温件(41)包裹在所述罐体(1)的外壁面，所述外壳(42)包裹在所述保温件(41)的外壁面。

8.根据权利要求1所述的分层式单罐堆积床储热装置，其特征在于，所述罐体(1)包括沿所述上下方向依次布置且连通的第一部分(11)、中间部分(12)和第二部分(13)，所述安装腔(121)形成在所述中间部分(12)，所述第一部分(11)具有第一腔室(111)和第一开口(112)，所述第一开口(112)位于所述第一部分(11)的顶部且与所述第一腔室(111)连通，所述第二部分(13)具有第二腔室(131)和第二开口(132)，所述第二开口(132)位于所述第二部分(13)的底部且与所述第一腔室(111)连通，所述第一腔室(111)和所述第二腔室(131)与所述安装腔(121)连通。

9.根据权利要求8所述的分层式单罐堆积床储热装置，其特征在于，所述第一腔室(111)的横截面积从所述第一部分(11)的顶部到所述第一部分(11)的底部逐渐增大，所述第二腔室(131)的横截面积从所述第二部分(13)的顶部到所述第二部分(13)的底部逐渐减小。

10.根据权利要求8所述的分层式单罐堆积床储热装置，其特征在于，还包括均流器(5)、第一管道(61)和第二管道(62)，所述均流器(5)设在所述第一腔室(111)内且位于所述第一腔室(111)的底部，所述第一管道(61)与所述第一开口(112)连通，所述第二管道(62)与所述第二开口(132)连通。

技术总结
本发明公开了一种分层式单罐堆积床储热装置，其包括罐体和安装件，所述罐体具有安装腔，所述安装腔沿上下方向延伸，所述安装腔内适于通入换热流体，所述换热流体沿所述上下方向流动，所述安装件为N个，N个安装件在所述安装腔内沿所述上下方向可拆卸地布置，N＞3，所述安装件具有容纳室，相邻的所述安装件的容纳室连通，所述容纳室内适于设置储热件，所述换热流体在流动的过程中经过N个所述安装件，以与N个所述容纳室内的储热件进行热交换。本发明实施例的分层式单罐堆积床储热装置具有稳定性好、可靠性高、换热效率高的优点。

技术研发人员：王子颍,程蓉蓉,王祎洋,白宁,田健,姜晓霞,黄娇,沈阳,任卫华,贾朋森,傅孝良,李鹏
受保护的技术使用者：国电投重庆能源研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5