[发明专利]一种基于流化床和相变材料的换热设备

权利要求书

1.一种基于流化床和相变材料的换热设备，其特征在于，该设备包括流化床(1)、第一旋风分离器(2)、高温固液分离器(3)、集热场(4)、液体相变材料储罐(5)、第二旋风分离器(6)、换热器(7)、固体相变材料储罐(8)；

所述流化床(1)包括位于罐体的固体颗粒进料口(1-1)、固体相变材料进料口(1-2)、液体相变材料进料口(1-3)、流化风出风口(1-8)、固液混合物出料口(1-9)、气固混合物出料口(1-10)，以及位于罐体底部的风箱(1-6)、低温蒸汽进风口(1-5)和流化风进风口(1-4)；在储热过程中，通过所述固体颗粒进料口(1-1)进入流化床的高温固体颗粒与通过所述固体相变材料进料口(1-2)的固体相变材料进入流化床后，由底部通入且经所述风箱(1-6)分流后的流化风进行流化，流化后的混合物在流化床的罐体内混合均匀，高温固体颗粒放热，固体相变材料吸热变为液体；换热后的固-液混合物由固液混合物出料口(1-9)送出；在放热阶段，所述液体相变储能材料通过液体相变材料进料口(1-3)进入流化床，由低温蒸汽进风口(1-5)通入的蒸汽经过风箱(1-6)进行分流后对液体相变储能材料流化，液体相变材料放热变为固体，低温蒸汽吸热变过过热蒸汽，换热后的气-固混合物由所述气固混合物出料口(1-10)送出；

所述第一旋风分离器(2)包括用于分离流化风和固液混合物，其包括第一旋风分离器进口(2-1)、第一旋风分离器流化风出口(2-2)；所述第一旋风分离器进口(2-1)与所述流化床(1)的流化风出风口(1-8)通过管道连通；

所述高温固液分离器(3)包括高温固液混合物入口(3-1)、固体颗粒出口(3-2)和液体相变材料出口(3-3)，所述高温固液混合物入口(3-1)与流化床(1)的固液混合物出料口(1-9)通过管道连通，所述固体颗粒出口(3-2)与集热场(4)连通；储热阶段，固液分离后的固体颗粒由所述固体颗粒出口(3-2)排出至集热场(4)，液体相变材料由液体相变材料出口(3-3)排出至液体相变材料储罐(5)；

所述第二旋风分离器(6)包括第二旋风分离器混合物进口(6-1)、过热蒸汽出风口(6-2)和第二旋风分离器高温固体相变材料出口(6-3)；所述第二旋风分离器混合物进口(6-1)与流化床(1)的气固混合物出料口(1-10)通过管道连通，第二旋风分离器高温固体相变材料出口(6-3)与换热器(7)的换热器高温固体相变材料进口(7-1)通过管道连通；在放热阶段，气固混合物在换热结束后由第二旋风分离器混合物进口(6-1)进入旋风分离器，在旋风分离器中过热蒸汽被分离后从过热蒸汽出风口(6-2)排出进入热网供热，其他高温固体相变颗粒由第二旋风分离器高温固体相变材料出口(6-3)排出至换热器(7)；

换热器(7)还包括换热器低温固体相变材料出口(7-2)、冷水入口(7-3)，高温固体相变颗粒在换热器(7)中与冷却水换热后，通过换热器低温固体相变材料出口(7-2)排出至固体相变材料储罐(8)，冷却水换热后变为低温蒸汽，由低温蒸汽出口(7-4)排出。

2.根据权利要求1所述的基于流化床和相变材料的换热设备，其特征在于，所述换热器(7)的低温蒸汽出口(7-4)与流化床(1)的低温蒸汽进风口(1-5)通过管道连通，实现低温蒸汽的循环利用。

3.根据权利要求1所述的基于流化床和相变材料的换热设备，其特征在于，第一旋风分离器(2)的第一旋风分离器固体颗粒混合物出口(2-3)与流化床(1)的固体相变材料进料口(1-2)通过管道连通，实现固体相变材料的循环利用，确保换热完全。

4.根据权利要求1所述的基于流化床和相变材料的换热设备，其特征在于，所述第一旋风分离器(2)的第一旋风分离器流化风出口(2-2)与流化床(1)的流化风进风口(1-4)通过管道连通，实现流化风的循环利用。