[发明专利]一种固定床式高温热能与化学能相互转换储能反应器

摘要

本发明公开了一种固定床式高温热能与化学能相互转换储能反应器，主要包括传热流体H换热管、反应物颗粒床层和输水W换热管。储热过程是，高温传热流体由H换热管输送，流经反应物颗粒床层之间的传热管段时，对反应物颗粒床层进行加热，使床层中的金属氢氧化物发生脱水分解反应，实现高温热能转换为化学能，并以金属氧化物的形式储存。释热过程是，从水蒸汽入口向反应器内输入水蒸汽，并通过蒸汽分配器进行蒸汽的均匀分配以调压；水蒸汽与反应物颗粒床层中的金属氧化物发生水合放热反应，产生的热量将W换热管中的水加热汽化为水蒸汽，并将水蒸汽输送出去，供给蒸汽轮机发电或作其他用途。本发明储能密度高、储存周期长、储存过程高效稳定。

主权项

一种固定床式高温热能与化学能相互转换储能反应器，其特征在于，包括壳体(16)、保温层(3)、反应物颗粒床层(4)、蒸汽分配器(6)、排水口(7)、水蒸汽入口(8)、水蒸汽出口(14)、输水管即W换热管(11)、W换热管入口(10)、传热流体输送管即H换热管(12)、W换热管出口(13)、H换热管入口(1)、H换热管出口(2)；保温层(3)包覆在壳体(16)外部，壳体(16)内部设置有所述H换热管(12)、W换热管(11)、反应物颗粒床层(4)、蒸汽分配器(6)和水蒸汽压力调节器(9)；H换热管与W换热管的传热段分别分布在反应物颗粒床层(4)的两侧并紧密贴靠着反应物颗粒床层的两个较大侧面，呈H换热管‑颗粒床层‑W换热管‑颗粒床层‑H换热管的方式依次排布，反应物颗粒床层(4)可设置多层，相应地形成多层H换热管层和多层W换热管层，H换热管层和W换热管层交错排布，且H换热管层与W换热管层管路方向垂直；H换热管入口(1)、H换热管出口(2)位于壳体(16)的一侧，W换热管入口(10)、W换热管出口(13)位于壳体(16)的另一侧；蒸汽分配器(6)位于壳体(16)内底部，排水口(7)位于壳体(16)底部下端，水蒸汽入口(8)位于壳体(16)底部侧边且与蒸汽分配器(6)连接；水蒸汽出口(14)位于壳体(16)上部侧面；储热过程是：反应物颗粒床层(4)中的金属氢氧化物吸收H换热管(12)内传热流体输入的热量发生脱水分解反应，实现热能向化学能的转换，产生的水蒸汽从水蒸汽出口(14)排出；释热过程是：从水蒸汽入口(8)向固定床式储能反应器底部的蒸汽分配器(6)通入水蒸汽，进行蒸汽的分配；反应物颗粒床层(4)中的金属氧化物与水蒸汽发生水合的放热反应，W换热管(11)中的水吸收反应产生的热量汽化为水蒸汽，输出的水蒸汽供蒸汽轮机发电或其他高温场合使用；排水口(7)用于排出反应器内冷凝的液态水；紧靠最底层（D）W传热管段的底部设置有三根方钢(17)，H换热管除最底层外的其它各层传热段两端均有方钢(17)支撑，支撑方钢的楔形支架(18)固定在器壳体(16)内部。