[发明专利]储热和释热设备的容器、储热和释热组件和能量生产装置

说明书

技术领域

本文公开的主题的实施例大体涉及存储热和释放预先存储的热，并且更具体而言，涉及储热和释热设备的容器，并且特别应用于能量生产的领域。

背景技术

在一天、一周、一月或一年的期间，对能量——具体而言电能——的需求时常有相当大的改变，而能量生产装置通常较恒定地或者无论如何与需求不同地产生能量，具体而言电能；其生产可能不容易适应需求的能量生产装置的实例为风能装置和太阳能装置。

因此，存在在低需求的时期期间存储能量以及在高需求的时期期间释放能量的已知手段。

用于这个目的的技术以压缩空气为基础，并且包括将压缩空气存储在挖掘的或天然的洞穴中；过剩的能量被用来运行压缩机，压缩机压缩空气，并且在低需求的时期期间将压缩空气发送到洞穴；在高需求的时期期间，洞穴中的压缩空气被用来驱动膨胀器来运行，例如发电装备。

在压缩期间，空气显著地变热(它可达到数百摄氏度)；因此，在过去，已经设想，根据改进的技术，在低温下将压缩空气存储在洞穴中之前，存储压缩空气的热；当需要用洞穴中的压缩空气来产生能量时，在把压缩空气提供给膨胀器之前，使用存储的热加热来自洞穴的压缩空气；为此，已经设计和使用了储热和释热设备。照这样，提高了存储和释放过程的总效率。

已知的储热和释热设备采取由钢筋混凝土制成的空心塔的形式；它们具有若干米(例如50m)的高度，若干米(例如20m)的直径和几米(例如3m)的壁厚度。

天然洞穴、挖掘的洞穴和这样的已知的储热和释热设备会遭受紧密性的问题。另外，它们的壁会经历由于注入的空气的高压(例如50巴)和/或高温(例如500℃)而引起的脆化，通常存在的潮湿状况会使情形更糟糕。最后，混凝土壁是笨重的，而且在高温空气被注入到设备中时需要通过例如在壁的附近或内部的强制水循环来冷却混凝土壁。

因此，设计和提供一种克服现有技术的前述缺点的储能和释能技术将是合乎需要的。

发明内容

本文公开的主题的实施例提供了一种储热和释热设备的、具有由制成金属材料的壳体的容器。该设备可流体地联接到用于存储和释放高压气体的室上。壳体构造成在内部容纳储热和释热装置，并且导引高压气体流通过这个装置。因此，相对于现有技术，该构造有了很大的改进，同时紧密性和抵抗力高。

通过至少在热气流动处为壳体提供由绝热材料制成的内部衬套，在较高的温度下安全地运行是可行的；另外，如果需要，对金属壳体的壁选择较小的厚度是可行的。

根据一个示例性实施例，一种储热和释热设备的容器设有：由金属材料制成的壳体，其具有带有第一端部区域和在第一端部区域的远处的第二端部区域的伸长形状，以及限定用于容纳储热和释热装置以及导引气体流的腔体的内表面；通过壳体的用于处于高温和高压的气体流的第一开口，其位于第一端部区域中；通过壳体的用于处于低温和高压的气体流的第二开口，其位于第二端部区域中；以及在内表面附近且仅部分地覆盖内表面的、由绝热材料制成的衬套，衬套至少位于第一端部区域中。

根据另一个示例性实施例，在一种储热和释热组件中，存在至少第一储热和释热设备。该第一储热和释热设备包括具有腔体的容器和位于该腔体的内部的储热和释热装置。该容器设有：由金属材料制成的壳体，其具有带有第一端部区域和在第一端部区域的远处的第二端部区域的伸长形状，以及限定用于容纳储热和释热装置以及导引气体流的腔体的内表面；通过壳体的用于处于高温和高压的气体流的第一开口，其位于第一端部区域中；通过壳体的用于处于低温和高压的气体流的第二开口，其位于第二端部区域中；以及在内表面附近且仅部分地覆盖内表面的、由绝热材料制成的衬套，衬套至少位于第一端部区域中。