[发明专利]一种模块化合金相变蓄放热装置

说明书

本发明公开了一种蓄放热装置，尤其公开了一种模块化合金相变蓄放热装置。该模块化合金相变蓄放热装置，包括容器外壳，其特征在于：容器外壳内填充蓄热模块，蓄热模块由蓄热单元密封而成，蓄热单元内封装有金属相变蓄热材料，容器外壳上设置有介质第一入口、介质第二入口、介质第一出口和介质第二入口。本发明的有益效果是：采用采用循环稳定性好、储热性能高、热导率大的三元铝硅铜合金相变蓄热材料，使得相变蓄热装置的蓄热速率和蓄热密度有效提高。蓄热器为正六边形的壳管式模块化设计，结构简单，拼接稳定安全，现场布置灵活，不同各模块之间可并联或串联使用。根据蓄热量需求和空间体积占用需求不同，模块数量可进行调整。

技术领域

本发明涉及一种蓄放热装置，尤其涉及一种模块化合金相变蓄放热装置。

背景技术

太阳能发电是规模性开发利用太阳能的一个重要手段，主要分为直接发电和间接发电。直接发电可靠性高，但大型化程度低，间接发电主要以热发电为主。太阳能热发电具有高容量，电力输出更平稳，适合大型化发展，发电模式容易解决并网等优点。太阳能光热发电越来越受到社会关注，20世纪90年代以来，美国、欧盟都制定了“太阳能热发电计划”，计划在2020年左右实现太阳能热发电利用的商业化。

但是太阳辐射存在有间歇性和不稳定性等问题，蓄热技术作为一种“平均”能量密度的手段可有效解决这一问题。例如一塔式CSP系统，若没有蓄热装置，年利用率仅为25%，在系统中采用储热技术（TES，Thermal Energy Storage），吸收太阳辐射能的高温传热流体将一部分能量存储在蓄热体中，另一部分能量用于带动发电装置发电，当太阳辐射低时蓄热装置将存储的能量释放出来，则年利用率能提高到65%，且不需要燃料作为后备能源。

本发明以导热系数高的铝基合金为基础，选择相变温度适宜，改良的三元铝硅铜合金作为相变蓄热材料。蓄热装置的换热热阻主要集中在换热流体侧，亦在换热流体侧添加环肋进行强化换热。太阳能热发电系统中高温相变蓄热装置通常比较庞大，模块化设计相当于把一个完整的换热器分成很多个完全一样的小模块，使用时再把这些单独的模块拼接起来。其最大的优点就在于可以根据蓄热的需要，把与要求储热量所对应的模块数量进行组合拼接使用，并且蓄热换热器如果出现故障，可以只把出现故障的部分单独取出来，然后换上新的模块，这样不仅方便蓄热器的维修，还不会影响换热器继续使用。

发明专利内容

本发明提出一种模块化合金相变蓄放热装置，该模块化合金相变蓄放热装置，不仅蓄放热效率高，而且可以根据蓄热的需要，把与要求储热量所对应的蓄放热模块数量进行组合拼接使用，并且蓄热换热器如果出现故障，可以只把出现故障的部分单独取出来，然后换上新的模块，这样不仅方便蓄热器的维修，还不会影响换热器继续使用。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下面所描述：

一种模块化合金相变蓄放热装置，包括容器外壳，其特征在于：容器外壳内填充蓄热模块，蓄热模块由蓄热单元密封而成，蓄热单元内封装有金属相变蓄热材料，容器外壳上设置有介质第一入口、介质第二入口、介质第一出口和介质第二入口。

所述蓄热单元为管状，由蓄热单元外管和蓄热单元内管套接而成，金属相变蓄热材料通过密封圈封装于内外管之间。

所述蓄热单元的内外管均为不锈钢材料。

所述金属相变蓄热材料为相变温度高于400度的相变材料。

所述金属相变蓄热材料为三种，以靠近换热介质入口处开始沿着蓄热单元轴向依次按照熔点从高到低顺序排列。

所述金属相变材料三元铝硅铜合金相变蓄热材料。

所述的蓄热模块包括模块壳体，模块壳体内包括若干蓄热单元组成的单元阵列，模块壳体两端有封头，蓄热模块上设置有换热介质出入口。

所述蓄热模块上的换热介质出入口设置在模块壳体上。