[发明专利]一种蓄热装置及基于该装置的热储能设备

说明书

本发明提供一种蓄热装置，包括蓄热罐体以及设置于蓄热罐体内部的蓄热芯体、喷淋装置、蓄热芯体支撑架；蓄热芯体呈多层分布，喷淋装置的数目与蓄热芯体的层数相同，各层蓄热芯体的上方均配置一喷淋装置；蓄热装置还包括连通各喷淋装置的液流分布管，蓄热罐体设置进液口，进液口连通液流分布管；蓄热罐体设置出液口。本发明提供一种蓄热装置，采用具有多层结构的蓄热芯体以及与之配合的多层喷淋装置的组合，能够有效的减少成本昂贵的传热介质用量，保证雾化液体对蓄热芯体的覆盖率，保证介质与蓄热芯体的充分换热。

技术领域

本发明涉及蓄热装置领域，特别涉及热储能用蓄热设备。

背景技术

热储能技术分为显热储能、潜热储能与化学储能。然而目前化学储能还不成熟；潜热储能也仅适用于中低温段蓄热，同时工质还存在寿命、过冷度等问题难以大规模应用；成熟应用于高温储能的只有显热储存。如太阳能高温发电系统多采用导热油或熔盐作为蓄热系统，利用液态导热油、熔盐显热储存太阳能高温热量来产生高温水蒸气发电。但是熔盐系统复杂，成本高，同时需要配备电加热系统防止熔盐冷却成固态。而工业中多采用蓄热砖、水泥等作为固体蓄热介质，但是这些固体介质不耐高温侵蚀容易破碎，寿命短，会缩短换热流体的寿命。

发明内容

本发明的目的提供一种蓄热装置，解决上述现有技术问题中一个或者多个。

一方面，本发明提出一种蓄热装置，包括蓄热罐体以及设置于蓄热罐体内部的蓄热芯体、喷淋装置、蓄热芯体支撑架；

蓄热芯体呈多层分布，喷淋装置的数目与蓄热芯体的层数相同，各层蓄热芯体的上方均配置一喷淋装置；

蓄热装置还包括连通各喷淋装置的液流分布管，蓄热罐体设置进液口，进液口连通液流分布管；蓄热罐体设置出液口。

本发明提供一种蓄热装置，采用具有多层结构的蓄热芯体以及与之配合的多层喷淋装置的组合，能够有效的减少成本昂贵的传热介质(导热油等)用量，保证雾化液体对蓄热芯体的覆盖率，保证介质与蓄热芯体的充分换热。

在一些实施方式中，蓄热芯体包括蓄热芯块，蓄热芯体的各层均由多个蓄热芯块按照多圈同心圆分布，喷淋装置的多个喷淋头配合多个蓄热芯块的分布设置。

蓄热芯体圆周排布，最大程度上利用空间，高紧凑度也出于意料地提高保温效果。

在一些实施方式中，蓄热芯体包括蓄热芯块，蓄热芯块包括芯体支架、层叠并紧固于芯体支架的多层金属波纹板以及设置于芯体支架底部的介质挡板，相邻层金属波纹板凹凸面错开设置。

蓄热芯块采用金属波纹板层叠解构，具有结构紧凑、抗压能力强的特点，与其他固体蓄热介质相比，具有导热系数高、蓄热能力大等优点，能保证蓄热装置温度场的均匀性。同时容易实现模块化生产。

每层蓄热芯体的蓄热芯块设有介质挡板能保证上层喷淋液流入蓄热装置底部而不对下层喷淋产生影响。介质挡板以利于介质从蓄热芯块的一侧排出。

在一些实施方式中，蓄热芯块的相邻层金属波纹板凹凸面错开形成介质流道，介质流道倾斜设置，介质挡板设置有导流板。

在一些实施方式中，介质流道设置有用以改变内部介质流体流动方向的弯曲部。提供介质流体在介质流道内充分换热。

在一些实施方式中，至少部分介质流道设置分液阀板，分液阀板包括阀板体、位于阀板体中央并突出设置的分液锥以及位于阀板体外周沿口并用于固定于介质流道内壁的阀板流道连接部，阀板体沿口与介质流道内壁形成一或多分液流隙，阀板流道连接部低于介质流道上沿口一设定高度。

本发明提供的一种蓄热装置的蓄热芯块，优选采用分液阀板进液分流，将喷淋油液最大程度地沿着介质流道的内壁均匀缓慢下流，在这个过程中充分换热，最终流至介质挡板，并最终在导流板的引导下流入蓄热罐体最底部的集液装置，并自出液口流出蓄热罐体。