固体储热与直供一体化供热装置的制作方法

本专利属于能源技术领域，涉及一种固体储热与直供一体化供热装置。尤其是适合热电厂燃煤机组在采暖期深度调峰的供热装置。

背景技术：

现有技术中已经出现了多种储热装置，其主要的工作原理是将电能转换为热能并储存在储热装置中。

其中固体储热、储热罐储热、电极锅炉是火电灵活性改造技术中诸多方案中的三种方法。固体储热和储热罐储热是在调峰困难时段通过储热装置热量供热，降低供热强迫出力；在调峰有余量的时段，储存富裕热量，实现“热电解耦”。电极锅炉是在调峰时将多余的电能转化成热能及时地供给用户。

现有技术中，固体储热装置具有占用空间小能量密度大的特点，而电极锅炉没有储热功能,储热罐可以储热但是体积很大。虽然固体蓄热装置有很多优势。但是固体储热装置没有电极炉直供功能，其释放能量时只能是将一个储热单元中的能量完全释放出来，而不能根据需要采取直接供热的方式来实现电供热，并且释放的热量也是以储热单元为单位的，因此灵活性上具有一定的缺陷。

技术实现要素：

本专利的目的在于提供一种固体储能与直接供热一体化的输出供暖热水、自动控制的热电厂燃煤机组在采暖期深度调峰供热装置。

为了解决上述问题，本专利提供的技术方案包括：

一种固体储热与直供一体化供热装置，包括仓室，所述仓室内部包括存储空间；循环风道，所述循环风道中设置有风、水换热器以及风机，所述循环风道包括内循环风道和外循环风道，所述内循环风道的路径穿过蓄热体，所述外循环风道与所述内循环风道连通；蓄热体，所述蓄热体包括多个蓄热砖单元形成堆叠形成的阵列，每个蓄热砖单元中包括蓄热砖单元包括第一孔洞和第二孔洞，所述第一孔洞和第二孔洞贯穿蓄热砖单元设置；加热丝从第二孔洞中穿过，并绕过所述第一孔洞从所述第一孔洞外侧经过。

优选地，所述第一孔洞形成在一个蓄热砖单元的中部，所述第二孔洞形成在蓄热砖单元的上部和下部。

优选地，第一孔洞形成在所述蓄热砖单元的上部和下部，第二孔洞也可以形成在所述蓄热砖单元的中部。

优选地，所述一个蓄热砖单元由上下两块蓄热砖组成，上下两块蓄热砖的接触面上各自形成半个孔洞，从而拼合成第一孔洞。

优选地，所述第二孔洞在上下两个蓄热砖单元的接触面上形成上下两半孔洞，从而拼合成第二孔洞。

优选地，在所述蓄热砖单元的一侧，所述第二孔洞的数量为两个以上

优选地，第一孔洞则可以形成为一个宽度宽于第二孔洞，这样便于在直供模式下带走更多的热量。

优选地，所述第二孔洞与所述加热丝间隙配合；多个第二孔洞之间形成连接空隙。

优选地，所述电热丝从一个蓄热砖单元的第二孔洞穿过，在所述蓄热砖单元的前端向下延伸至该蓄热砖单元下方的第二孔洞并从所述第二孔洞穿过，并在下一个蓄热砖单元的后端向下延伸，如此往复。

优选地，保温层在外周封闭所述仓室。

本专利将热电厂燃煤机组在采暖期深度调峰的固体蓄热和电(极)锅炉的优势集合成一个有机整体，扩大了使用范围，减少了设备投资，提高了深度调峰和采暖供热灵活性。

附图说明

图1是本专利具体实施方式中一种固体储热与直供一体化供热装置的结构图；

图2是本专利具体实施方式中一种固体储热与直供一体化供热装置的结构图；

图3是本专利具体实施方式中蓄热体的结构图；

图4是蓄热体的结构放大图；

图5是单块蓄热砖的主视图；

图6是单块蓄热砖的俯视图。

具体实施方式

本专利所描述的技术方案包括各种具体的实施例，以及在各种具体实施例上所进行的修改。在本具体实施方式中，对这些技术方案通过结合附图的方式进行示例性的阐述，以使得本专利的发明构思、技术特征、技术特征的效果等，通过对这些具体实施方式的描述变得更加明显。但是需要指出的是，本专利的保护范围显然不应当仅限于这些实施例所描述的内容，而是可以通过在本专利发明构思下的多种方式来实施。

在本具体实施方式的描述中，需要注意以下一些阅读参考，以便于能够准确理解本具体实施方式中文字所表达的含义：

首先，对于本专利的附图中，相同或者相对应的元件\要素等，将以相同的附图标记来表示。因此对于此前已经出现过的附图标记或者是元件\要素等的名称，在之后可能不会再重复解释。并且，在本具体实施方式中，可如果使用了术语“第一”、“第二”等词汇来修饰各种元件或要素，那么在非特指的情况下“第一”、“第二”并不代表着顺序，而是仅仅区分这些元件或要素彼此不同而已。此外，除非上下文清楚地另有指示，否则单数形式“一个”、“一”和“该/所述”也不仅仅指代单数还指代复数形式。

更进一步地，包含或包括，应当理解为开放式的描述，其并不排斥在已经描述的组件的基础上还存在其它的组件；而且，当层、区域或组件被称为“形成在”、“设置在”另一层、区域或组件“上”时，该层、区域或组件可以直接地或间接地形成在所述另一层、区域或组件上，与之相似的，当使用相连、连接等类似术语来表述两个元件之间的关系时，在没有特别限定的情况下，既可以是直接相连也可以是间接相连。术语“和/或”连接的两个要素之间可以是和的关系，也可以是或的关系。

另外，为了说明本专利的技术方案，本专利的附图中所描述的要素的尺寸并不代表实际要素的尺寸比例关系，在本专利中出于便于表达的考虑会被放大或者缩小。本具体实施方式提供了固体储热与直供一体化供热装置，如图1所示。所述装置包括：

外壳

所述外壳中容纳所述供热装置的多个部件。所述外壳内壁上形成有保温层7，所述保温层可以保持所述固体储热与直供一体化供热装置内部的热量不会轻易丧失。

仓室

所述外壳中形成有仓室11，所述仓室形成一个密闭空间，所述密闭空间基本上封闭。在所述仓室中设置有固体蓄热体4，所述固体蓄热体优选设置在所述仓室的中部，在所述固体蓄热体的一侧为加热介质进入区，另一侧为加热介质排出区。所述加热介质优选为空气或者其它气体形态，以便于流动。所述加热介质进入区域中的加热介质通常是温度较低的加热介质，当加热介质通过固体蓄热体的加热之后通过所述解热介质排出区排出。所述加热介质进入区和所述加热介质排出区在所述仓室内部通过蓄热体中间的通道连通，所述加热介质进入区和所述加热介质排出区在所述仓室外部通过风道连接，这样形成所述仓室内部的加热介质由加热介质进入区向所述加热介质排出区流动，在所述仓室外部从所述加热介质排出区向所述加热介质进入区流通，从而形成加热介质循环通道。

所述保温层7在外周封闭所述仓室，以保存所述仓室中的热量避免能量的损失。在本具体实施方式中，如图1所示，所述仓室的壁上形成有进风通道5和出风通道6，如图1所示，所述进风通道设置在所述所述仓室的一个侧壁上，这样使得所述固体蓄热炉结构更加紧凑，但是出于不同的空气流路需要进风通道和出风通道还可以设置在其它壁上，二者也可以设置在不同的壁上。在所述仓室内部，在所述进风通道5和所述出风通道6之间形成内循环风道，内循环风道中，空气从所述进风通道5向所述出风通道6流动，所述内循环风道的部分路径穿过所述蓄热体，从而带走所述蓄热体中的热量。在所述仓室外侧在所述出风通道6和所述进风通道5之间形成有外循环风道，所述外循环风道中设置风、水换热器，从利用所述内循环风道中气体带出的热量加热所述风、水换热器中的水提供能量输出。在本实施例中所述外循环风道中设置有风机2，所述风机与控制器相连(优选plc控制器)经过所述控制器的控制，所述风机调节循环风道中的空气流动状态，从而实现蓄热、直供加热或者其他的工作模式。

除了在所述进风通道、所述出风通道处与仓室连通之外，所述外循环风道与所述仓室基本上隔离。图1中给出了一种隔离的优选方式，也就是所述风道设置在所述仓室的外周，这样既能够充分隔离又保证了固体蓄热锅炉整体的占用体积较为合理，但是本领域技术人员还可以根据实际场地环境需要设置其它的风道结构。

蓄热体

为了实现蓄热和直供功能同时达到，在本具体实施方式中对蓄热体的结构进行了相应的改进。

在本具体实施方式中，如图4所示，蓄热体包括多个堆叠的蓄热砖单元，多个蓄热砖单元形成蓄热砖阵列。在本具体实施方式中，每个蓄热砖单元包括第一孔洞8，所述第一孔洞贯穿所述蓄热砖设置；以及第二孔洞9、所述加热丝从所述第二孔洞中穿过，而所述加热丝从第一孔洞的外侧经过。通过上述结构，所述第二孔洞中的电热丝与蓄热砖具有更大的接触长度，因此便于加热蓄热砖，而第一孔洞内部没有加热丝通过，因此便于通风，当加大风机的功率后，可以形成强气流，将加热丝的更多热量带出，从而穿过所述出风口与所述换热器接触，加热换热器中的水从而实现类似于直供热量而只在蓄热砖中存储少量热量的技术效果。

进一步优选地，所述第一孔洞形成在一个蓄热砖单元的中部，所述第二孔洞形成在蓄热砖单元的上部和下部。这样可以便于加工成需要的孔洞形状，此外，第一孔洞也可以形成在所述蓄热砖单元的上部和下部，第二孔洞也可以形成在所述蓄热砖单元的中部，实际上如图2所示，随着蓄热砖单元的划分方式不同，其分别对应于上述两种孔洞位置的描述。

所述一个蓄热砖单元优选地由上下两块蓄热砖组成，上下两块蓄热砖的接触面上各自形成半个孔洞，从而拼合成第一孔洞，这样更加便于形成第一孔洞的结构，方便安装和加工。所述第二孔洞在上下两个蓄热砖单元的接触面上形成上下两半孔洞，从而拼合成第二孔洞，优选地，在所述蓄热砖单元的一侧，所述第二孔洞的数量为两个以上，优选为三个，这样可以提高加热时对蓄热砖的加热效果，而第一孔洞则可以形成为一个宽度宽于第二孔洞，这样便于在直供模式下带走更多的热量。进一步优选地，所述第二孔洞与所述加热丝间隙配合；多个第二孔洞之间形成连接空隙10，这样也能够方便在直供模式下带走更多的热量。

所述电热丝从一个蓄热砖单元的第二孔洞穿过，在所述蓄热砖单元的前端向下延伸至该蓄热砖单元下方的第二孔洞并从所述第二孔洞穿过，并在下一个蓄热砖单元的后端向下延伸。如此往复，这样可以通过所述加热丝串起各个分块的蓄热砖，提高所述蓄热砖的稳定性。

使用过程

在电网调峰时间段，依据plc控制器指令开关柜接通电源，加热丝3通电加热蓄热体4，风机2启动，低温风从进风通道5吹进炉体，按照箭头方向循环到出风通道6，此时低温风经加热器和蓄热体加热变成高温风，高温风经风、水换热器1加热采暖水，采暖水经循环泵送到终端用户。

⑴、蓄热功能：接通电源加热丝3通电加热蓄热体4，风机2不启动。随着3#蓄热砖加热时间的延长蓄热体4吸收热量越来越多，温度也随之升高到600℃，达到蓄热目的。蓄热体4材料主要成分氧化镁(mgo),比热容1.05kj/kg·℃。供热装置由许多块蓄热体(见蓄热体4外形图)组成。

⑵、即蓄热又供热：接通电源加热丝3通电加热蓄热体4，风机2启动，低温风从进风通道5吹进炉体，按照箭头方向循环到出风通道6，此时低温风经加热器和蓄热体加热变成高温风，高温风经风、水换热器1加热采暖水，采暖水经循环泵送到终端用户。通过控制风机风量使加热丝3散发的的一部分热能经过风、水换热器1加热采暖水，剩余部分热能供蓄热体4蓄热。

⑶、最大输出功率与输入功率之比大于90％：通过对风、水换热器1的换热面积、风机2供风量、蓄热体4散热能力的计算优化，在炉温达到某一温度时，使其输出功率等于输入功率，具有和电(极)锅炉一样的直接供热特性。

⑷、即不蓄热又不供热：在电网非调峰时间依据plc控制器指令开关柜断开电源，加热丝3停止加热，蓄热体4不蓄热；当风机2停止运行时，供热也中断。

本专利将热电厂燃煤机组在采暖期深度调峰的固体蓄热和电(极)锅炉的优势集合成一个有机整体，扩大了使用范围，减少了设备投资，提高了深度调峰和采暖供热灵活性。

以上仅仅是本专利的具体实施方式而已，凡是在本专利发明构思下对本专利进行的修改替换均应当纳入到本专利的保护范围之内。