绿色能源储热系统的制作方法

文档序号:36964940发布日期:2024-02-07 13:11阅读:60来源:国知局
技术特征:

1.一种热能密封容器,包括:

2.根据权利要求1所述的容器,其中,所述工作流体包括水。

3.根据权利要求2所述的容器,其中,所述容器配置为将进入所述容器的水从液态转化为离开所述容器的蒸汽。

4.根据权利要求2所述的容器,其中,所述容器配置为接收处于第一温度的液态水并排出处于高于所述第一温度的第二温度的液态水。

5.根据权利要求2所述的容器,其中,所述容器配置为接收处于第一蒸汽温度的饱和蒸汽并排出处于高于所述第一蒸汽温度的第二温度的过热状态的蒸汽。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的容器,其中,所述容器的主体为垂直伸长的圆柱形,所述热交换器管为垂直伸长的且彼此平行,使得所述水垂直流过所述热交换器管内的熔融相变材料床。

7.根据权利要求6所述的容器,其中,所述加热器包括多个垂直伸长的卡口式加热元件,所述卡口式加热元件包括内部陶瓷芯和与所述熔融相变材料直接接触的外部金属护套,所述加热元件散置在所述热交换器管之间。

8.根据权利要求7所述的容器,其中,所述加热元件以垂直悬臂方式由所述容器的顶部封闭盖支撑。

9.根据权利要求8所述的容器,其中,所述管束的所述热交换器管布置在多个单独的管筒中,每个管筒通过所述顶部封闭盖中的相应开口可拆卸地插入到所述容器中。

10.根据权利要求9所述的容器,其中,所述管筒各自包括联接至所述容器的顶部封闭盖的上头部,每个筒中的所述热交换器管的顶端延伸穿过所述头部并联接至所述头部。

11.根据权利要求10所述的容器,其中,所述管筒以垂直悬臂方式由所述顶部封闭盖支撑。

12.根据权利要求9-11中任一项所述的容器,其中,每个管筒的所述热交换器管配置为使得所述水多次通过所述熔融相变材料床,使得所述工作流体在每次通过时连续地被加热到越来越高的温度。

13.根据权利要求12所述的容器,其中,每个管筒的所述热交换器管中的一些是上流管,以及所述热交换器管中的一些是下流管。

14.根据权利要求13所述的容器,其中,每个管筒的所述上流管中的一些通过附接至所述上管支撑板的错流导管流体地联接至对应的下流管构件。

15.根据权利要求14所述的容器,其中,所述管筒还包括联接到所述热交换器管的底端的下管支撑板,并且所述下管支撑板不固定地附接至所述容器的所述主体以便与所述管筒一起可滑动地从所述腔中移除。

16.根据权利要求15所述的容器,其中,每个管筒的所述上流管构件通过附接至所述下管支撑板的错流导管流体地联接至相应的下流管构件。

17.根据权利要求15或16所述的容器,其中,每个管筒包括用于将所述工作流体引入到所述管筒的管中的流体入口和用于将所述工作流体从所述管筒排出的流体出口。

18.根据权利要求8-17中任一项所述的容器,其中,每个管筒包括降液管,所述降液管的直径大于所述管筒中的每个所述热交换器管的直径。

19.根据权利要求18所述的容器,其中,所述降液管垂直取向并且流体地联接到至少一个热交换器管的底端。

20.根据权利要求19所述的容器,其中,所述降液管在顶部处由所述管筒的上头部支撑,在底部处由下管支撑板支撑。

21.根据权利要求18所述的容器,其中,所述降液管的底端由下环形集管支撑并流体地联接到所述下环形集管,并且所述降液管的顶端由上环形集管支撑并流体地联接到所述上环形集管,所述上环形集管安装到所述管筒的所述上头部,所述热交换器管流体地联接到所述下环形集管和所述上环形集管。

22.根据权利要求18-21中任一项所述的容器,其中,所述降液管的顶端流体地联接至配置为将水引入到所述管筒中的入口管,并且其中每个筒的所述热交换器管流体地联接至配置为从所述管筒排出水的出口管。

23.根据权利要求22所述的容器,其中,所述容器还包括设置在所述容器的上头部上的多个流环集管,每个流环集管直接或间接地流体地联接到每个管筒的所述入口管和所述出口管中的一个。

24.根据权利要求23所述的容器,其中,所述流环集管中的一些是入口流环集管,并且所述流环集管的一些是出口流环集管,所述入口流环集管将水输送到所述管筒中的所述热交换器管,所述出口流环集管从所述管筒中的所述热交换器管收集水。

25.根据权利要求24所述的容器,其中,所述流环集管相对于彼此同心地布置。

26.根据权利要求25所述的容器,其中,所述入口流环集管与所述出口流环集管流体地隔离。

27.根据权利要求26所述的容器,其中,所述入口流环集管包括通过错流导管流体地联接在一起的至少两个集管,并且所述出口流环集管包括通过错流导管流体地联接在一起的至少多个集管。

28.根据权利要求1所述的容器,其中,所述容器的管状主体包括垂直伸长的侧壁和真空环,所述侧壁包括最内壳和最外壳,所述真空环形成在所述最内壳和所述最外壳之间,所述真空环被抽空至低于大气压。

29.根据权利要求28所述的容器,还包括形成在所述最内壳和所述最外壳之间的绝缘环,所述绝缘环包含构造成将热量保留在所述容器的腔内的隔热体。

30.根据权利要求29所述的容器,其中,所述真空环形成在所述最外壳和位于所述最外壳附近的中间壳之间,并且所述绝缘环形成在所述中间壳和所述最内壳之间。

31.根据权利要求30所述的容器,其中,所述最内壳、所述最外壳和所述中间壳由不锈钢形成。

32.根据权利要求31所述的容器,其中,所述最外壳和所述中间壳的向内朝向所述真空环的相对表面被抛光以形成用于反射热量的反射表面。

33.根据权利要求1所述的容器,其中,所述熔融相变材料可操作以在被从所述加热器发射的热能加热时从颗粒状固态变为液态。

34.根据权利要求1-33中任一项所述的容器,其中,所述熔融相变材料是盐。

35.一种热能存储和发电系统,包括:

36.根据权利要求35所述的系统,还包括热能预热器容器,所述热能预热器容器流体地联接到所述锅炉容器上游的所述闭合流动环路,所述热能预热器容器包括:

37.根据权利要求35或36所述的系统,其中,所述加热器在所述电网的非高峰负荷需求时段期间通过从所述电网提取的电力来通电。

38.根据权利要求37所述的系统,其中,所述发电机在所述电网的高峰负荷需求时段期间向所述电网供电。

39.根据权利要求35或36所述的系统,其中,所述热能锅炉容器中的相变材料与所述热能过热器容器中的相变材料至少有一个特性不同。

40.根据权利要求39所述的系统,其中,所述特性是熔化温度。

41.根据权利要求39所述的系统,其中所述特性是相变材料的类型。

42.根据权利要求35至41中任一项所述的系统,其中,所述相变材料是盐。

43.根据权利要求35所述的系统,其中,每个容器的所述管状主体是圆柱形的并且包括垂直伸长的侧壁、真空环和绝缘环,所述侧壁包括最内壳和最外壳,所述真空环形成在所述最内壳和所述最外壳之间且所述真空环被抽空至低于大气压,以及所述绝缘环形成在所述最内壳和所述最外壳之间且所述绝缘环包含构造成将热量保留在所述容器的腔内的隔热材料。

44.根据权利要求43所述的系统,其中,还包括设置在所述最外壳附近的中间壳,并且所述真空环形成在所述最内壳与所述最外壳之间。

45.一种用于加热工作流体的方法,包括:

46.根据权利要求45所述的方法,其中,所述工作流体包括水。

47.根据权利要求46所述的方法,其中,所述相变材料是盐。

48.根据权利要求47所述的方法,其中,所述水呈液态进入所述容器并被所述相变材料从第一温度加热到液态的更高的第二温度。

49.根据权利要求47所述的方法,其中,所述水呈液态进入所述容器并被所述相变材料加热以将所述水转化为蒸汽。

50.根据权利要求47所述的方法,其中,所述水呈饱和蒸汽进入所述容器并被所述相变材料加热成过热蒸汽。

51.根据权利要求45所述的方法,其中,所述加热元件电连接至电网,并且其中通电步骤包括所述加热元件在所述电网的非高峰负荷需求时段期间从所述电网提取电力。

52.根据权利要求50所述的方法,其中,所述加热元件电连接至电网,并且其中通电步骤包括所述加热元件在所述电网的非高峰负荷需求时段期间从所述电网提取电力。

53.根据权利要求52所述的方法,还包括使所述过热蒸汽流至发电的蒸汽轮发电机组,并在高峰负荷需求时段期间将所产生的电力供应给所述电网。

54.根据权利要求45所述的方法,其中,所述容器是圆柱形的并且包括垂直伸长的侧壁、真空环和绝缘环,所述侧壁包括最内壳和最外壳,所述真空环形成在所述最内壳和所述最外壳之间且所述真空环被抽空至低于大气压,所述绝缘环形成在所述最内壳和所述最外壳之间且所述绝缘环包含构造成将热量保留在所述容器的腔内的隔热材料。


技术总结
一种热能存储系统包括一个或多个密封容器,该密封容器包括含有可操作以存储热能的相变材料(PCM)床的内腔、嵌入熔融相变材料中的加热器阵列和管束。加热器电联接到电源并且可操作以将PCM加热和熔化到熔融状态。管束包括热交换器管,热交换器管嵌入熔融PCM中,并配置成通过管的管侧输送工作流体(例如,水或其他)。管可以布置在多个单独的管筒中,每个管筒可插入容器和从容器移除。在操作中,通过从熔融相变材料吸收存储的热能来加热工作流体。PCM可以在非高峰需求时段期间通过从电网提取的电力来加热。

技术研发人员:克利希那·P·辛格,因德里希·朗帕尔,斯蒂芬·J·阿加斯
受保护的技术使用者:霍尔泰克国际公司
技术研发日:
技术公布日:2024/2/6
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