一种高效稳定的斜温层储热装置的制作方法

本技术涉及一种储热装置领域，尤其涉及一种高效稳定的斜温层储热装置。

背景技术：

1、加装蓄热系统是提升热电联产电站冬季供暖期电力调峰能力、增大电网对可再生能源发电消纳空间的有效途径，目前电厂应用最多的储热系统主要是单罐和双罐系统，相对双罐系统而言，单罐系统基于冷热流体体密度差形成斜温层的原理，能够同时将冷、热流体工质在较长时间内稳定地储存在单一罐体中，同时占地面积更小，因此具有低成本、高效率的优势；

2、单罐系统中的储热介质大部分为水，它廉价易得且比热容较高，适用于中低温蓄热，但是水本质上属于显热蓄热，因此存在储能密度低的缺点。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种本实用新型将相变胶囊与水相结合替代了原有的水作为储热介质，同时利用相变胶囊与水完成储热、换热的过程，增大了储能密度，减小了装置尺寸，大大提升了储热和换热效率的高效稳定的斜温层储热装置。

2、本实用新型是通过如下措施实现的：

3、一种高效稳定的斜温层储热装置，其特征在于，包括储热罐、与所述储热罐内部连通的储热管路和放热管路；

4、所述储热罐中设置有储热介质；

5、所述储热罐内水平设置有上隔板和下隔板，所述上隔板顶部与所述储热罐之间构成上储水箱，所述下隔板底部与所述储热罐之间构成下储水箱，所述上隔板与所述下隔板之间构成储热空间；

6、所述上隔板和所述下隔板中心位置均设置有排液管，所述排液管中设置有布水器，所述储热空间内部设置若干相变胶囊；

7、所述上储水箱和下储水箱分布在上下两个位置，与储热空间依靠所述布水器连通，所述相变胶囊在储热空间中平均分布形成相变胶囊床。

8、本实用新型的具体特点还有：

9、所述储热介质包括设置在所述相变胶囊中的石蜡和储存在所述相变胶囊外、所述储热罐中的水体；

10、优选的，所述相变胶囊采用高导热性金属作为外壳制成；

11、优选的，储热介质采用水与相变胶囊，一方面可以增加储能密度，减小装置尺寸,另一方面利用胶囊封装解决相变材料导热性低和流动性大的问题，同时在上下增加两个蓄液箱，通过设置所述布水器减少水对相变胶囊床的冲击和泵的推动阻力，避免可能产生的故障问题；

12、所述储热管路包括设置在所述储热罐底部的第一冷流体管路，所述第一冷流体管路自由端连接在集热设备上，所述集热设备的出口处与所述储热罐顶部之间设置有第一热流体管路；

13、所述第一冷流体管路上设置有第一流动泵和第一流量计。

14、所述放热管路包括设置在所述储热罐底部的第二热流体管路，所述第二热流体管路自由端连接在用热设备上，所述用热设备的出口处与所述储热罐顶部之间设置有第二冷流体管路；

15、所述第二热流体管路上设置有第二流动泵和第二流量计。

16、优选的，所述第一冷流体管路、所述第一热流体管路、所述第二冷流体管路和所述第二热流体管路上均设置有电磁阀。

17、所述布水器包括进水管，所述进水管设置在所述排液管中，所述进水管外围等间距设置有若干道分支水管，所述分支水管上开设有若干排水孔。

18、所述储热罐侧面设置有液位计。

19、所述储热罐内壁上下设置有上环形安装板和下环形安装板，所述上环形安装板上通过螺栓设置有上隔板，所述下环形安装板上通过螺栓设置有下隔板；

20、所述上隔板与所述上环形安装板之间、所述下隔板与所述下环形安装板之间均设置有弧形密封垫。

21、所述上隔板和所述下隔板顶面均设置有锥形的导水槽，所述锥形导水槽中心位置设置有所述排液管。

22、工作过程中，所述储热介质进行充热时，所述储热管路上的电磁阀打开、放热管路的电磁阀关闭，所述第一流动泵将所述储热罐内的水体由所述下储水箱泵入所述集热设备中（所述集热设备能够加热水体），加热后的换热介质进入所述上储液箱中，经过所述布水器进入所述储热空间中，与相变胶囊进行直接接触式换热，最后流入下储水箱，进行之后进行循环加热，最终所述储热介质完成储热（水和石蜡完成储热）；

23、所述储热介质进行放热时，所述储热管路上的电磁阀关闭、放热管路的电磁阀打开，所述第二流动泵将所述储热罐内的水体由所述下储水箱泵入所述用热设备中，降低温度后的水经过所述第二冷流体管路进入所述上蓄液箱中，经过所述布水器的进入所述储热空间中，与相变胶囊进行直接接触式换热吸收热量后流入下储水箱，进行循环，最终所述储热介质完成放热）。

24、本实用新型的有益效果为：本实用新型将相变胶囊与水相结合替代了原有的水作为储热介质，同时利用相变胶囊与水完成储热、换热的过程，增大了储能密度，减小了装置尺寸，大大提升了储热和换热效率。

25、本实用新型的储热介质将具有潜热的相变材料与水联合使用，同时将相变材料用高导热性金属作为外壳制成相变胶囊，一方面可以增强换热效果，另一方面可以防止相变材料在发生相变后与换热介质混合。

技术特征：

1.一种高效稳定的斜温层储热装置，其特征在于，包括储热罐、与所述储热罐内部连通的储热管路和放热管路；

2.根据权利要求1所述的高效稳定的斜温层储热装置，其特征在于，所述储热介质包括设置在所述相变胶囊中的石蜡和储存在所述相变胶囊外、所述储热罐中的水体。

3.根据权利要求2所述的高效稳定的斜温层储热装置，其特征在于，所述储热管路包括设置在所述储热罐底部的第一冷流体管路，所述第一冷流体管路自由端连接在集热设备上，所述集热设备的出口处与所述储热罐顶部之间设置有第一热流体管路；

4.根据权利要求3所述的高效稳定的斜温层储热装置，其特征在于，所述放热管路包括设置在所述储热罐底部的第二热流体管路，所述第二热流体管路自由端连接在用热设备上，所述用热设备的出口处与所述储热罐顶部之间设置有第二冷流体管路；

5.根据权利要求4所述的高效稳定的斜温层储热装置，其特征在于，所述布水器包括进水管，所述进水管设置在所述排液管中，所述进水管外围等间距设置有若干道分支水管，所述分支水管上开设有若干排水孔。

6.根据权利要求5所述的高效稳定的斜温层储热装置，其特征在于，所述储热罐侧面设置有液位计。

7.根据权利要求6所述的高效稳定的斜温层储热装置，其特征在于，所述储热罐内壁上下设置有上环形安装板和下环形安装板，所述上环形安装板上通过螺栓设置有上隔板，所述下环形安装板上通过螺栓设置有下隔板。

8.根据权利要求7所述的高效稳定的斜温层储热装置，其特征在于，所述上隔板与所述上环形安装板之间、所述下隔板与所述下环形安装板之间均设置有弧形密封垫。

9.根据权利要求8所述的高效稳定的斜温层储热装置，其特征在于，所述上隔板和所述下隔板顶面均设置有锥形的导水槽，所述锥形导水槽中心位置设置有所述排液管。

技术总结
本技术提供了一种高效稳定的斜温层储热装置，属于储热装置领域。其技术方案为：包括储热罐、与储热罐内部连通的储热管路和放热管路，储热罐中设置有换热介质和储热介质，储热罐内水平设置有上隔板和下隔板，上隔板顶部与储热罐之间构成上储水箱，下隔板底部与储热罐之间构成下储水箱，上隔板与下隔板之间构成储热空间，上隔板和下隔板中心位置均设置有排液管，排液管中设置有布水器，储热空间内部设置若干相变胶囊。本技术的有益效果为：本技术将相变胶囊与水相结合替代了原有的水作为储热介质，同时利用相变胶囊与水完成储热、换热的过程，增大了储能密度，减小了装置尺寸，大大提升了储热和换热效率。

技术研发人员：宋长山,邹林,王芫芫,刘聪,刘杰,刘绍鹏,胡馨云,李云飞,张晓菡,程晓君
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：20230601
技术公布日：2024/1/15