[发明专利]一种新型金属相变储热换热器

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种储热换热器，特别是一种新型金属相变储热换热器。

背景技术

太阳能光热电站是继太阳能光伏电站后的一种新的太阳能利用形式，它是通过集热器将太阳光中的热量聚集起来，然后用介质水将热量置换出来并产生高温高压水蒸气，推动汽轮机发电。目前主要有三种形式，槽式、塔式、碟式。但都受昼夜等规律性变化的影响及阴晴云雨等随机因素的制约。为了保证太阳能光热电站的全天候连续稳定运行，提高发电效率，降低发电成本，一般采用储热换热技术。

目前，应用于光热发电的储热材料主要有导热油、高温混凝土、熔融盐、合金相变金属等。导热油在高温下蒸汽压力很大，需要特殊的压力阀等设备，且还易挥发及燃烧；高温混凝土作为储热材料，需要对其内部换热管道优化设计；熔融盐具有较高的使用温度，低的蒸汽压和较大的热容量，但各种熔融盐在使用中存在对容器腐蚀性强、粘度大、易分解；合金相变金属具有储热密度大、热循环稳定、导热系数高、性价比高、不易燃、无毒。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种新型金属相变储热换热器，采用相变金属采用铝基合金作为储热材料，装入一特制的容器内，该容器进行储热和换热双重功能。

技术方案：本发明提供以下技术方案：一种新型金属相变储热换热器，包括储热装置和换热装置；储热装置包括吸热腔、相变金属、储热材料箱；换热装置包括换热箱、保温层、安全阀、进口管、出口管。储热装置内层设置相变金属，中层设置吸热腔，外层设置储热材料箱；换热装置内层设置换热箱，外层设置保温层，换热装置两侧分别设置进口管和出口管，顶部设置安全阀。

作为优化，所述相变金属采用共晶铝基合金。

作为优化，所述吸热腔外表面吸热壁涂有选择性吸收涂层，热效率高。

作为优化，所述换热箱采用波纹形内壁设计，具有高的热置换能力。

工作原理：储热过程：集热镜片将太阳光集中反射入金属相变储热换热器中吸热腔内，吸热腔外表面吸热壁涂有选择性吸收涂层，吸收上千度的热量，使相变金属储热材料熔化，吸收的热量一部分通过热传导直接加热水产生蒸汽供发电使用，另一部分则储存起来转移至夜间使用。

换热过程：冷水从进口管进入换热箱，与相变金属进行热交换，产生高温蒸汽，由出口管输出；换热箱上安装有安全阀，当换热箱的压力超过额定值时执行减压动作，换热箱还有硅酸铝板制成的保温层，对其保温。

有益效果：本发明与现有技术相比：本新型金属相变储热换热器具有储热及换热双重功能，整个结构简单、成本低、无毒无污染，热容量大、储热速度快、化学性能稳定、放热性能稳定。

附图说明

图1为本发明的结构示意图及其断面图；

图2为本发明的储热换热示意图。

具体实施方式

如附图1和附图2所示：一种新型金属相变储热换热器，包括储热装置1、换热装置2。储热装置1包括吸热腔11、相变金属12、储热材料箱13；换热装置2包括换热箱21、保温层22、安全阀23、进口管24、出口管25。储热装置1内层设置相变金属12，中层设置吸热腔11，外层设置储热材料箱13；换热装置2内层设置换热箱21，外层设置保温层22，换热装置两侧分别设置进口管24和出口管25，顶部设置安全阀23。相变金属12采用共晶铝基合金。吸热腔11外表面吸热壁涂有选择性吸收涂层，热效率高。换热箱21采用波纹形内壁设计，具有高的热置换能力。