高效大容量中高温储热换热器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种高效大容量中高温储热换热器，包括：发电机组、储热单元、高温膨胀发电单元和储气罐，且所述储热单元包括相连接的高温换热储热单元和低温换热储热单元，所述发电机组的排气装置与所述高温换热储热单元相连接，所述高温换热储热单元又与所述高温膨胀发电单元相连接，所述低温换热储热单元又与传送储热介质的所述储气罐相连接。通过上述方式，本发明能够充分利用余热，降低能耗，达到大容量储热、高效充热放热，使储热、释热过程更加有效合理。
【专利说明】局效大谷里中局温储热换热器
【技术领域】
[0001]本发明涉及热交换领域，特别是涉及一种高效大容量中高温储热换热器。
【背景技术】
[0002]太阳能热和大部分工业余热资源通常具有间歇和不稳定的特点，通过储热作为桥梁，则可解决供需双方在时间、地点、强度上不匹配的矛盾，因而先进储热技术是这两大类不连续热资源大规模高效利用的关键。大容量储热换热器是先进储热技术对应的核心装备。近年来，为了提高能量转换效率和降低成本，太阳能热利用技术正朝着更高工作温度发展，商业化运行的熔融盐热发电站的工作温度已经超过560° C，以空气为传热流体的太阳能热发电站工作温度已超过680° C ;而大量工业过程产生的废气温度也非常高(如转炉烟气温度为1600° C左右)，面向中高温热资源应用的储热换热器具有广阔的应用前景，当前是国内外研发的热点。
[0003]当前中高温储热换热器储释热过程强化研究的主要趋势为:探究多尺度界面热阻的作用机理，确立低界面热阻的调控方法与技术。以大容量储热单元的高效充热放热为目标，通过储热换热器结构的优化和模块化设计，实现动态充热与放热性能的最优。
[0004]而对于储热换热器，中国专利号为201220155966.9的专利，其公开了一种具有较高的储热容量，可以高效储存如太阳能集热器、锅炉、木炉、热泵、工业废热等各种热源产生的热量的相变储热系统，展示了力求高效通用的储热换热器的设计技术，但在强化传热方面仍然欠缺有效的措施。
[0005]近年来，国内外越来越重视太阳能与工业余热的高效利用，储热换热器技术不断提高，但在储热换热器结构设计方面，仍然欠缺有效的储释热过程强化措施。
【发明内容】
[0006]本发明主要解决的技术问题是:针对现有技术的不足，提供一种高效大容量中高温储热换热器，能够充分利用余热，降低能耗，达到大容量储热、高效充热放热，使储热、释热过程更加有效合理。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种高效大容量中高温储热换热器，包括:发电机组、储热单元、高温膨胀发电单元和储气罐，且所述储热单元包括相连接的高温换热储热单元和低温换热储热单元，所述发电机组的排气装置与所述高温换热储热单元相连接，所述高温换热储热单元又与所述高温膨胀发电单元相连接，所述低温换热储热单元又与传送储热介质的所述储气罐相连接。
[0008]在本发明一个较佳实施例中，所述高效大容量中高温储热换热器还包括与所述储气罐相连接的干燥机、以及与所述干燥机相连接的压缩机。
[0009]在本发明一个较佳实施例中，所述高效大容量中高温储热换热器还包括与所述发电机组相连接的发电机冷却水箱、以及与所述发电机冷却水箱相连接的储热水箱。
[0010]在本发明一个较佳实施例中，所述发电机组为柴油发电机组。[0011]在本发明一个较佳实施例中，所述储热介质为气体。
[0012]在本发明一个较佳实施例中，所述高温换热储热单元中至少包含一个储热换热器。
[0013]在本发明一个较佳实施例中，所述低温换热储热单元中至少包含一个储热换热器。
[0014]在本发明一个较佳实施例中，所述储热换热器中填充有储热材料，所述储热材料是以无机盐、合金为相变材料的中高温复合储热材料。
[0015]本发明的有益效果是:本发明面向以气体为传热介质的高效太阳能热发电和冶金过程余热利用，通过模块化的系统设计，达到充分利用余热、大容量储热、高效充热放热的作用，使储热、释热过程更加有效合理，降低能耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明一种高效大容量中高温储热换热器的流程图；
附图中各部件的标记如下:1、发电机组，2、高温换热储热单元，3、高温膨胀发电单元，
4、低温换热储热单元，5、储气罐，6、干燥机，7、压缩机，8、发电机冷却水箱，9、储热水箱，10、储热介质，11、废气。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0018]请参阅图1，本发明实施例包括:
一种高效大容量中高温储热换热器，包括:发电机组1、与所述发电机组I相连接的发电机冷却水箱8、与所述发电机冷却水箱8相连接的储热水箱9、储热单元、高温膨胀发电单元3、储气罐5，与所述储气罐5相连接的干燥机6、与所述干燥机6相连接的压缩机7，且所述储热单元包括相连接的高温换热储热单元2和低温换热储热单元4,其中:
所述发电机组I的排气装置与所述高温换热储热单元2相连接，所述发电机组I的排气装置将废气11排出至所述高温换热储热单元2，再由所述高温换热储热单元2将废气11输送至所述低温换热储热单元4，经过所述低温换热储热单元4降温处理后将废气11排出至大气中；
所述高温换热储热单元2又与所述高温膨胀发电单元3相连接，所述低温换热储热单元4又与传送储热介质10的所述储气罐5相连接,其中，所述储热介质10为气体,所述高温换热储热单元2中至少包含一个储热换热器，同样地，所述低温换热储热单元4中也至少包含一个储热换热器，用于储热介质10的传递；
所述压缩机7将低压气体提升为高压气体，所述高压气体经干燥机6干燥后进入储气罐5中，所述储气罐5将储热介质10 (高压气体)输送至所述低温换热储热单元4，由所述低温换热储热单元4中的储热换热器将储热介质10 (高压气体)输送至所述高温换热储热单元2中，所述高温换热储热单元2将储热介质10 (高压气体)加热成高温高压气体后，传送至所述高温膨胀发电单元3中，由所述高温膨胀发电单元3缓慢释放余热发电给用户；所述发电机组I为柴油发电机组，用于给用户发电；所述发电机冷却水箱8用于对柴油发电机组进行冷却，使柴油发电机组保持一定的温度，并吸收所述柴油发电机组运行时释放的热量，用于所述储热水箱9中，所述储热水箱9用于给用户提供可使用的热水(用于洗澡等)。
[0019]所述高温换热储热单元2和所述低温换热储热单元4中的储热换热器均填充有储热材料，所述储热材料是以无机盐、合金为相变材料的中高温复合储热材料，其在200 ° C温差条件下的储热密度超过600 kj/kg(现在为450 kj/kg);导热系数达到4 W/(m*K)(现在2 W/(m -K));所述储热材料的工作温度高于800° C ;热循环7500次后性能不明显衰减，单位热循环的热损失不超过10%。
[0020]通过压缩机7将低压气体提升为高压气体，再由干燥机6将高压气体进行干燥后进入储气罐5中，由储气罐5将高压气体储存起来，用于能源不足时的使用。使用时，储气罐5中的高压气体输送至低温换热储热单元4，在由低温换热储热单元4中的储热换热器将高压气体输送至高温换热储热单元2中，高温换热储热单元2将高压气体转换成高温高压气体后，传送至高温膨胀发电单元3中，再由高温膨胀发电单元3缓慢释放余热发电给用户，可以节约燃料、降低能耗。同时，还可充分利用余热，给生活用水进行加热，提高了能量储存和释放效率。
[0021]本发明的高效大容量中高温储热换热器，其中的储热换热器能满足200° C-1OOO0 C的热源模拟，适用于温度为100° C -600°c的中温热源，和温度大于600°C的高温热源，主要适用于三类典型的中高温热源:300°C、500°C、800°C。
[0022]本发明揭示了一种高效大容量中高温储热换热器，面向以气体为传热介质的高效太阳能热发电和冶金过程余热利用，通过模块化的系统设计，达到充分利用余热、大容量储热、高效充热放热的作用，使储热、释热过程更加有效合理，降低能耗。
[0023]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种高效大容量中高温储热换热器，其特征在于，包括:发电机组、储热单元、高温膨胀发电单元和储气罐，且所述储热单元包括相连接的高温换热储热单元和低温换热储热单元，所述发电机组的排气装置与所述高温换热储热单元相连接，所述高温换热储热单元又与所述高温膨胀发电单元相连接，所述低温换热储热单元又与传送储热介质的所述储气罐相连接。
2.根据权利要求1所述的高效大容量中高温储热换热器，其特征在于，所述高效大容量中高温储热换热器还包括与所述储气罐相连接的干燥机、以及与所述干燥机相连接的压缩机。
3.根据权利要求1所述的高效大容量中高温储热换热器，其特征在于，所述高效大容量中高温储热换热器还包括与所述发电机组相连接的发电机冷却水箱、以及与所述发电机冷却水箱相连接的储热水箱。
4.根据权利要求1-3任一所述的高效大容量中高温储热换热器，其特征在于，所述发电机组为柴油发电机组。
5.根据权利要求1所述的高效大容量中高温储热换热器，其特征在于，所述储热介质为气体。
6.根据权利要求1所述的高效大容量中高温储热换热器，其特征在于，所述高温换热储热单元中至少包含一个储热换热器。
7.根据权利要求1所述的高效大容量中高温储热换热器，其特征在于，所述低温换热储热单元中至少包含一个储热换热器。
8.根据权利要求6-7任一所述的高效大容量中高温储热换热器，其特征在于，所述储热换热器中填充有储热材料，所述储热材料是以无机盐、合金为相变材料的中高温复合储热材料。
【文档编号】F02G5/02GK103822518SQ201410069073
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】丁玉龙, 陶保国 申请人:常熟喷嘴厂有限公司