[发明专利]一种螺旋板式热化学高温储释能反应装置

说明书

本发明涉及高温热能存储技术领域，公开了一种螺旋板式热化学高温储释能反应装置，包括壳体，所述壳体的上端设有水蒸气出口，所述壳体的底部设有排水口，所述壳体的下端设有水蒸气入口，所述壳体内部设有栅栏板和反应器，所述反应器包括第一螺旋通道和第二螺旋通道，此第一螺旋通道和第二螺旋通道并列卷绕并贴紧，所述第一螺旋通道的入口端与入口管的一端连接，此入口管的另一端穿出第二壳体的侧壁，所述第一螺旋通道的出口端与出口管的一端连接，此出口管的另一端穿出第二壳体的侧壁，其有益效果在于：本发明中具有两个较长的螺旋通道，流体在流体螺旋通道中可以进行均匀的加热和冷却，且其结构紧凑极大得提高了热利用率。

技术领域

本发明涉及高温热能存储技术领域，具体涉及一种螺旋板式热化学高温储释能反应装置。

背景技术

在当今世界范围内，化石能源的燃烧会产生大量的温室气体和其他有毒有害气体及粉尘，带来了一系列的环境污染问题。因此，可再生清洁能源的开发与利用受到了人们的关注。太阳能是一种分布广泛、清洁环保的能源，高效利用太阳能可以缓解当今能源问题和环境污染问题，优化能源结构。

聚集式高温太阳热能电站将太阳能转化为电能。然而，太阳能具有间歇性、难以持续供应等特点，因此提高热能存储技术是大规模发展太阳能热力发电的关键。

目前，热能存储方式主要包括有：显热储能、潜热储能和热化学储能三种方式。

显热储能是指通过储能介质温度的变化来实现热量的储存。显热储能成本低、技术成熟，但也存在长时间储存时热损失大、储能密度低、所需储能装置庞大等缺点，因而不适用于大规模热力发电。潜热储能又称相变储能，主要是通过储能材料发生相变时吸收或释放热量来进行热量的存储与释放。潜热储能密度比显热较大，储能系统体积比显热较小，但潜热储能存在热导率小、储能温度低、热损失大、储能周期有限等不足。

热化学储能通过可逆化学反应，利用反应过程中的反应焓进行储能，是一种高效的储能手段。与其他储能方式相比，热化学储能具有的储能密度大(100～500kW·h/m3)、能在环境温度下实现长期无热损储存、适合长距离运输等优点特性，为太阳热能的高温高效转换、储存及传输提供了一种极具发展前景的方法。热化学储能能够克服太阳能的间歇性，实现热量的持续供给，特别适用于电厂峰谷负荷调节，并于尖峰发电时释放出热能，推动汽轮机发电。

理论上说，任何存在吸热/放热的可逆化学反应都可以用于热能存储。但目前研究的较为合适的热化学储能反应体系主要有：金属氢化物的热分解、氧化物和过氧化物的分解、氢氧化钙/氧化钙的转换等反应体系。为了使热化学储能系统更高效地运行，除了储能材料的选择至关重要，对储能反应器的设计也是亟待解决的关键技术。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种实现高温热能与化学能相互转化，并将产生的高品质热能用于各项工业的螺旋板式储释能反应装置。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种螺旋板式热化学高温储释能反应装置，包括壳体，所述壳体的上端设有水蒸气出口，所述壳体的底部设有排水口，所述壳体的侧壁下端设有水蒸气入口，所述壳体内部设有栅栏板和反应器，此反应器通过栅栏板安装于水蒸气出口和水蒸气入口之间，所述反应器包括第一螺旋通道和第二螺旋通道，此第一螺旋通道和第二螺旋通道并列卷绕并贴紧，所述第一螺旋通道中装载有流体，所述第二螺旋通道中填充反应介质，所述第一螺旋通道的入口端与入口管的一端连接，此入口管的另一端穿出第二壳体的侧壁，所述第一螺旋通道的出口端与出口管的一端连接，此出口管的另一端穿出第二壳体的侧壁，所述水蒸气入口和水蒸气出口之间通过第二螺旋通道连通，其中所述反应介质为第一反应介质或第二反应介质，储能过程：第一反应介质吸热分解成第二反应介质和水蒸气，释能过程：第二反应介质与水蒸气反应生成第一反应介质并放出热量，所述第一反应介质为掺杂膨化石墨的氢氧化钙或氢氧化镁，所述第二反应介质为与第一反应介质相对应的掺杂了膨化石墨的氧化钙或氧化镁。