[发明专利]一种基于热管的卧式并列布置储热装置及其工作方法

说明书

本发明公开了种基于热管的卧式并列布置储热装置及其工作方法，储热装置，包括上下并列设置的储热装置和换热装置；储热装置包括：壳体，其内部为空心、左右两端为敞口；储热体，设置于壳体的内部；多个放热流体通道，位于储热体内部；换热装置，包括：壳体，其内部为空心、左右两端为敞口；多个热管，并列设置在壳体内，每个热管包括热管冷凝段和热管蒸发段；其中，热管蒸发段位于换热装置的内部，热管冷凝段穿过储热装置和换热装置相邻的壳体内壁，延伸至储热装置内的储热体中；多个换热通道，其由相邻的热管蒸发段之间的空隙形成；解决了现有储热装置直接和含尘烟气热交换，造成灰尘过多、通道易堵塞的问题。

技术领域

本发明属于储热技术领域，具体涉及一种基于热管的卧式并列布置储热装置及其工作方法。

背景技术

现有的蓄热式热风炉已经在钢铁行业使用数百年，用于提高预热空气温度，但其使用洁净的高炉煤气燃烧烟气作为热源，无法使用在含尘烟气的储热场景中。现有的蓄热式燃烧器虽然是一种气体储热设备，但其仅仅可以用于较为洁净的气体或烟气中，对于水泥窑中产生的烟气则不适用，此外，但蓄热式燃烧器中蓄热单元换向周期20-300s，换向周期过短，与调峰要求的8h储放热产品相差较大，且无法排尘。现有电储热产品使用电加热丝直接加热储热材料，热源温度可达1000℃，放热时产热风或者热水温度低于100℃，材料可利用温差较大，易于实现储放热，而目前用于余热调峰的储热设备通常要求充热时平均烟气温度380℃，最低释热温度300℃，由于温差较小，实现难度大，且由于其高温气源为洁净的空气，也不适用于水泥窑发电站。现有的联合循环燃气轮机(CCGT)电厂中，增加一个储热系统可以解耦电和热，在电力需求高的时候，将多余的热储存至TES系统。然后，当电力需求较低时，TES产生的热能通过锅炉产生蒸汽供给用户。该储热装置主要由储热材料、保温材料及贮存容器组成，已经在德国斯图加特DLR的一个测试平台上进行了理论和实验测试，证实可以实现余热调峰，但该设备依然无法实现排尘的功能，无法在含尘量较大的水泥窑中使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于热管的卧式并列布置储热装置及其工作方法，以解决现有储热装置直接和含尘烟气热交换，造成灰尘过多、通道易堵塞的问题。

本发明采用以下技术方案：一种基于热管的卧式并列布置储热装置，包括上下并列设置的储热装置和换热装置；

其中，储热装置，包括：

一壳体，其内部为空心、左右两端为敞口；

储热体，设置于壳体的内部；

多个放热流体通道，位于储热体内部；

换热装置，包括：

一壳体，其内部为空心、左右两端为敞口；

多个热管，并列设置，每个热管包括热管冷凝段和热管蒸发段；其中，热管蒸发段位于换热装置的内部，热管冷凝段穿过储热装置和换热装置相邻的壳体内壁，延伸至储热装置内的储热体中；

多个换热通道，其由相邻的热管蒸发段之间的空隙形成；

其中，换热装置的两端敞口和多个换热通道用于形成供热烟气通过的路径，并在热烟气通过的过程中将热量储存至热管蒸发段上；热管冷凝段用于将其上热量传递并储存至储热体；储热装置的两端敞口和多个放热流体通道用于形成供冷空气通过的路径，并在冷空气通过的过程中从储热体上吸收热量。

进一步的，还包括多个灰斗，连通设置于换热装置的底部，用于将换热装置内部的灰尘排出。

进一步的，储热装置和换热装置的两端均设置有均流器。

进一步的，热管与储热装置、以及热管与换热装置的壳体内壁为法兰连接或焊接。