[发明专利]一种固体颗粒物储放热装置、系统及方法

说明书

本发明提供了一种固体颗粒物储放热装置，储换热容器内部设有换热管，储热介质置于储换热容器内且位于换热管外部，换热管内部流通换热介质；储热介质为沙子、煤灰或煤渣等固体颗粒物。本发明还提供了一种固体颗粒物储放热系统，采用模块化设计，竖直方向按温度梯度分为多层，每层水平方向设置多组，同一组的相邻层的固体颗粒物储放热装置的换热管通过连接管首尾连接，各组的最下面一层的换热管自由端连接低温介质母管，各组的最上面一层换热管自由端连接高温介质母管。本发明还提供了一种固体颗粒物储放热方法，采用双向流动设计，储热时换热介质从上向下流动，放热时换热介质从下向上流动。本发明系统简单，维修方便，成本低廉，适用范围广泛。

技术领域

本发明涉及一种固体颗粒物储放热装置、系统及方法，属于可再生能源储能技术领域。

背景技术

随着太阳能发电、光伏发电、风力发电等可再生能源发电技术的发展，弃光、弃风等问题越来越严重。为解决相关资源浪费问题，需要为相关发电技术配置储能装置。

常规的储能方式有熔盐储能、抽水蓄能、飞轮储能、电池储能和制氢储能等多种路线。以上技术路线由于成本高昂、适用范围较小或使用寿命太短等原因，实际使用均受到诸多限制。

因此，有必要开发一种系统简单、维修方便、成本低廉、适用范围广泛的储能技术，以推进可再生能源技术的发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种系统简单、维修方便、成本低廉、适用范围广泛的固体颗粒物储放热方案。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种固体颗粒物储放热装置，其特征在于：包括储换热容器，储换热容器内部设有换热管，储热介质置于储换热容器内且位于换热管外部，换热管内部流通换热介质；所述储热介质为沙子、煤灰或煤渣等固体颗粒物。

优选地，所述储换热容器为长方体、正方体或圆柱体；所述储换热容器的外壳为碳钢、不锈钢或合金钢制成。

优选地，所述储换热容器上设有储热介质的注料口、卸料口。

优选地，所述储换热容器外部设有保温层；所述保温层为岩棉、玻璃棉、硅酸铝保温材料或气凝胶毡环绕构成储换热容器构成。

优选地，所述换热管为光管或翅片管；所述换热管采用碳钢、不锈钢或合金钢制成。

优选地，所述换热介质为水、水蒸气、导热油、熔盐、CO₂或空气。

优选地，所述换热管进出口设有汇合集箱或分配集箱。

本发明还提供了一种固体颗粒物储放热系统，其特征在于：将所述的固体颗粒物储放热装置进行模块化组合，竖直方向按照由下至上温度逐渐升高的温度梯度分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ……层，每层水平方向设置A、B、C、……组，同一组的相邻层的固体颗粒物储放热装置的换热管通过连接管首尾连接，各组的最下面一层的固体颗粒物储放热装置的换热管自由端通过带有关断阀的下部连接管连接低温介质母管，各组的最上面一层的固体颗粒物储放热装置的换热管自由端通过带有关断阀的上部连接管连接高温介质母管；各层所述固体颗粒物储放热装置高温侧设置用于保证各层储热介质的最高温度恒定的减温装置。

优选地，所述固体颗粒物储放热装置布置于钢架或混凝土平台上。

本发明还提供了一种固体颗粒物储放热方法，采用上述的固体颗粒物储放热系统，其特征在于：储热时，换热介质从上向下依次流过……、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ层的固体颗粒物储放热装置的换热管进行放热，通过各层高温侧设置的减温装置保证各层储热介质的最高温度恒定；放热时，换热介质从下至上依次流过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ……层的固体颗粒物储放热装置的换热管被加热；每层储热介质设置最高温度t_max、最低温度t_min。

相比现有技术，本发明提供的固体颗粒物储放热系统具有如下有益效果：