[实用新型]一种基于相变储热的蒸汽蓄热式蒸汽锅炉

说明书

本实用新型公开了一种基于相变储热的蒸汽蓄热式蒸汽锅炉，包括锅炉保温壳体，填充于锅炉保温壳体内部的相变储热材料，蒸发换热管，以及支撑底座；各蒸发换热管顶部通过弯管汇集至蒸汽集箱，底部通过弯管汇集至供热给水集箱；蒸汽集箱连接至相互并联连接的热源蒸汽管与用户蒸汽管上；供热给水集箱连接至相互并联连接的凝结水管与锅炉给水管上。进行蓄热时，从电厂出来的高温蒸汽进入各蒸发换热管内与相变储热材料进行热交换，将热量储存至相变储热材料内。进行供热时，电厂供水经锅炉给水管送入供热给水集箱，并分配至各蒸发换热管内与相变储热材料进行热交换，吸收相变储热材料热量后蒸发成高温蒸汽，并汇集于蒸汽集箱，经蒸汽管送至用户端。

技术领域

本实用新型涉及蒸汽储能、电厂调峰领域，特别是一种基于相变储热的蒸汽蓄热式蒸汽锅炉。

背景技术

随着我国碳达峰及碳中和愿景目标进程的实施，各类清洁能源的投入运行正在稳步地向前推进，占总体能源的消费比例也在逐年稳步的提升，对电厂调峰的需求也逐渐升高，与清洁能源等电源相比，煤电具有较好的调峰性能，因此，煤电电厂的调峰需求正在逐年加大。因此，电厂调峰需求即是市场需求，也是国家能源战略需求。而电厂蒸汽储能调峰对电厂而言更直接便利，其市场需求也十分迫切。然而目前市场上针对蒸汽储能的产品很少，用于电厂调峰的蒸汽储能产品更是稀缺。

我国现有的电厂调峰措施相对较少，不同的调峰方式存在的问题也不尽相同。(1)针对电厂调峰的蒸汽直接储能的产品较少，适合于相变高储能密度的储能产品匮乏。(2)通过热电联产以热定电等措施进行电厂调峰方式存在着“季节影响”因素，尤其是在供暖季较短的南方地区，该问题尤为突出。(3)促进扶持电网调峰时段的电力消费，由此而发展起来的有各种机械式储能、电化学储能、蓄热式电锅炉、蓄热水罐等产品。该类产品一般都是需要将高品位的电能进行存储再转化为较低品位的热能释放应用，而不能将相对低品位的电厂蒸汽能直接进行存储。(4)电能存储的能量转换效率低，因为在将电厂的蒸汽能转化为电能再将电能进行输送存储的过程中其能量综合转换效率显然是低效的(电厂蒸汽能转化为电能的效率一般在45％以下)。

上述各项措施在电厂调峰需求中都起到了一定的积极作用。但也都存在有明显的不足，因此，本发明产品装置的主要功能就是为了缓解电厂调峰蒸汽储能领域的技术措施匮乏的问题以及能量存储转换综合能效较低的问题。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种存储高压“蒸汽能”和释放低压“蒸汽能”的基于相变储热的蒸汽蓄热式蒸汽锅炉，以缓解电厂调峰蒸汽储能领域的技术措施匮乏的问题以及能量存储转换综合能效较低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种基于相变储热的蒸汽蓄热式蒸汽锅炉，包括保温材料制成的锅炉保温壳体，填充于锅炉保温壳体内部的相变储热材料，竖向均匀分布于相变储热材料中的一组蒸发换热管，以及位于锅炉保温壳体底部的支撑底座；各蒸发换热管顶部通过弯管汇集至蒸汽集箱，底部通过弯管汇集至供热给水集箱；

所述蒸汽集箱连接至相互并联连接的热源蒸汽管与外接功能汽包上；所述供热给水集箱连接至相互并联连接的凝结水管与锅炉给水管上；

当进行蓄热时，从电厂出来的高温蒸汽经热源蒸汽管送入蒸汽集箱，并分配至各蒸发换热管内与相变储热材料进行热交换，将热量储存至相变储热材料内，同时高温蒸汽冷凝成液态水汇集于供热给水集箱中，经凝结水管送入电厂的储水罐中；

当进行供热时，电厂供水经锅炉给水管送入供热给水集箱，并分配至各蒸发换热管内与相变储热材料进行热交换，吸收相变储热材料热量后蒸发成高温蒸汽，并汇集于蒸汽集箱，经外接功能汽包和外供蒸汽管送至用户端。

进一步地，所述锅炉保温壳体的一侧，设有锅炉液位计，所述锅炉液位计顶部通过连通管连接至蒸汽集箱，底部通过连通管连接至供热给水集箱。

具体地，所述热源蒸汽管上设有蓄热蒸汽阀。