[实用新型]高单位蓄热容量及长寿命的固体蓄热电锅炉

说明书

本实用新型提出了一种高单位蓄热容量及长寿命的固体蓄热电锅炉，属于固体电蓄热技术领域。包括蓄热体、加热通道、进风通道、出风通道、电热丝、绝热基座、智能测控装置、气体惰性化处理装置、净化过滤装置、旁路控制装置等。多条加热通道、进风通道、出风通道呈空间立体网格状连通结构或者空间并联结构，显著降低蓄热体内部温差，尤其降低了电热丝、加热通道和绝热基座的温度，从而有效避免塌炉等严重热故障问题的发生；采用多种设计有机结合，减少电热丝的过热和氧化，避免了电热丝的氧化烧断或过热变形等问题的发生。从而有效提高固体蓄热电锅炉单位蓄热容量、延长使用寿命，还具有结构简单、成本较低、运行可靠、维护方便等优点。

技术领域

本实用新型涉及一种固体蓄热电锅炉，特别是一种具有高单位蓄热容量、长寿命的固体蓄热电锅炉。属于固体电蓄热技术领域。

背景技术

目前的固体蓄热装置中，塌炉和电热丝断丝或变形等是常见故障和问题，对固体蓄热装置的稳定、可靠运行造成严重的影响，并会导致巨大的经济损失。产生塌炉故障的主要原因，是蓄热体内部温度分布的严重不均匀导致的，同时，为了避免该问题，实际运行时往往采用降低蓄热温度的方式，又会造成蓄热容量的大幅下降，导致系统出力不足或投资大幅增加。产生电热丝断丝或变形的主要原因，是由于电热丝氧化，以及为了防止氧化将电热丝通道隔离在主风道之外，从而导致电热丝过热等引起的。而且，这种方式又进一步导致了是蓄热体内部温度分布的严重不均匀。

现有技术中，蓄热体内部形成的风道结构本质上是二维结构，比较典型和普遍应用的是在水平面上交替正交的风道结构，其特点是每条风道均独立贯穿整个蓄热体、且相互之间完全隔离，电热丝一般位于其中的多组平行通道中。显然，这样的结构会导致每条换热风道的首尾温差较大、也会导致位于不同通道中的电热丝温差过高等问题。

蓄热体一般由多块蓄热砖堆砌而成，现有技术中的蓄热砖结构使得一般每块蓄热砖的一个面的局部与电热丝换热、相对面的局部与换热风道中的气体换热，水平相邻的两个电热丝通道或换热风道之间为较厚的蓄热砖实体，换热面积小、蓄热砖内部的温度梯度大，导致了蓄热体内部温差过大。

不同蓄热砖之间，以及同一蓄热砖不同空间部位的温差过大，会降低整体的蓄热温度，从而降低蓄热容量、影响吸热和放热特性，降低蓄热系统效率和动态响应性能；电热丝的封闭空间温度过高还会显著减少电热丝的使用寿命等。

在外部换热温度控制上，中国专利“一种空气分级加热控温的固体电蓄热锅炉装置(申请号：201710974300.3)”，提出蓄热机构由层层叠放设置的多级蓄热室组成，相邻的蓄热室之间通过隔热层分隔。多级蓄热室采用串联加热的方式，通过分级电动风阀的开闭控制出风温度，以解决换热器的二次侧的水温控制通过调节电机转速实现。显然，目前的电机转速都是通过变频器实现，并不存在其提出的“可控范围小、精度差”的问题；而且分级蓄热结构上、控制上都比较复杂。中国专利“一种可调出风温度的固体蓄热装置(申请号：201720632879.0)”，则提出在储热腔下方设置有风道，风道出口流出的气流与储热腔气体出口流出的气流相汇集混合后排出，风道的入口和出口位置均设置有可调开口大小的百叶窗挡风板，通过PLC控制百叶窗挡风板开度来调节混合气体的温度。显然，在固体蓄热装置内部设置百叶窗挡风板会使得装置体积变大、维修维护不便，而且节流调节方式还会造成压力损失和能量损失。

蓄热砖的密度较高，堆砌成蓄热体后下部的蓄热砖承重很大，而且底部的耐火绝热砖要承受整个蓄热体的重量。下部的蓄热砖和耐火绝热砖如果在长期高温环境下再承受较大的重量，必然会对机械性能造成影响，轻则减少使用寿命，严重的甚至可能会造成塌炉等事故。因此，需要采取有效措施，减轻单位面积的承重、降低运行环境温度。中国专利“高温固体电热储能炉(申请号：201510082349.9)”，绝缘基础部分由呈矩阵形式分布的绝缘支撑组成，单独构成对绝缘基础部分进行降温的外部独立风道，但是其绝缘隔热层与其上部的低温风道之间的支撑结构并未说明，显然采用第二高温绝缘挡板的话很难承重，就基本失去了绝缘隔热层存在的意义。

发明内容