CN103968694A - 一种固体储热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及太阳能热发电领域，尤其涉及一种固体储热系统，该系统的传热管道包括烧结层，烧结层中空，形成通孔，在烧结层的烧结过程中，通孔中有可燃物，本发明中传热管道由烧结层组成，与现有技术普遍采用金属管道相比较，降低了成本，本发明中传热管道为螺旋型管道或波纹管道，增加了换热面积，还有助于破坏导热介质的层流，增加湍流，提高了储热放热效率。

Description

一种固体储热系统
技术领域
本发明涉及太阳能热发电领域，尤其涉及一种固体储热系统。
背景技术
太阳能是比较理想的清洁能源，但利用上却存在时效性问题，由于太阳能的间隙性，必须由储热器提供足够的热能来补充乌云遮挡及夜晚时太阳能的不足，否则发电系统将无法正常工作。因而，如何把日照时多余的能量储存起来，以用于日落后系统的持续运行，即取有余以补不足，成为实现太阳能热利用装置连续运行的关键问题。
现有的太阳能储热技术中，当白天太阳光照强时，被加热到高温的导热介质通过传热管道进入储热堆，加热储热介质储热，当夜晚或或阴雨天气太阳光照不强时，低温导热介质通过传热管道进入储热堆，储热介质放热加热导热介质，现有技术中，传热管道多为金属管道，价格昂贵。
发明内容
本发明的目的在于提出一种价格较低且储热能力较高的固体储热系统。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种固体储热系统，包括储热堆，储热堆包括传热管道，传热管道包括烧结层，烧结层中空，形成通孔，，在烧结层的烧结过程中，通孔中有可燃物，当可燃物燃尽后，烧结层成形，清除传热管道内可燃物的灰烬后即可进行储热工作。
其中，可燃物是纸、布或者可燃固体，烧结层中还包括陶纤或其他耐高温纤维或织物，烧结层成形后还要进行釉化。
其中，传热管道还包括：保护层，保护层与烧结层的外表面连接。
其中，通孔中还填充有助燃剂、氧化剂、缓释剂中的一种或几种。
其中，烧结层中有编织物，编织物为玻纤等材料，可抗高温，烧结完成后烧结层融化包裹住编织物，增加了烧结层的强度。
其中，传热管道的至少一端与已成型传热管道连接，所述已成型传热管道与烧结层连接的一端设置有密封结构，该已成型传热管道为金属管道或碳化硅管道等。
其中，通孔至少一端设置引燃物质。
其中，传热管道4横截面形状有变化，如波纹管型。
其中，传热管道4沿其走向弯曲，如螺旋管型。
传热管道4采用波纹管型或螺旋管型还有助于破坏导热介质的层流，增加湍流。
其中，储热堆的主体部分为柱体,储热堆的一端设置有导热介质进口，储热堆的另一端设置有导热介质出口，储热堆的顶部设置有保温材料，储热堆的顶部靠近导热介质进口处设置有引燃物质进口，储热堆的底部设置有保温支撑材料，储热堆的底部靠近导热介质进口处设置有第一出灰槽，储热堆的底部靠近导热介质出口处设置有第二出灰槽，储热堆的内部设置有至少一个传热管道，传热管道的周围填充储热介质，储热堆的内部靠近导热介质出口和/或导热介质进口处设置有过滤层。
其中，储热介质中设置有提高导热效率的物质，这种物质为矿渣、金属片、金属条等金属物质或者石墨粉等导热率高的非金属物质中的一种或几种。
其中，还包括用于固定储热管道的管道支撑结构。
其中，储热堆还包括外壳，外壳为自烧结而成，外壳包括第二烧结层和第二保护层,第二烧结层和第二保护层之间填充可燃物。
本发明的有益效果为：一种固体储热系统，其传热管道包括烧结层，烧结层中空，形成通孔，在烧结层的烧结过程中，通孔中有可燃物，本发明中传热管道由烧结层组成，与现有技术普遍采用金属管道相比较，降低了成本，本发明中传热管道为螺旋型管道或波纹管道，增加了换热面积，还有助于破坏导热介质的层流，增加湍流，提高了储热放热效率。
附图说明
图1是本发明传热管道不同实施方式的横截面剖视图
图2是本发明传热管道第一实施例结构图
图3是本发明传热管道第二实施例结构图
图4是本发明传热管道第三实施例结构图
图5是本发明储热堆结构示意图
图6是本发明储热堆立体图
图7是本发明储热堆管道支撑结构示意图
图8是本发明储热堆截面示意图
图9是本发明传热管道与已成型传热管道连接示意图
具体实施方式
下面将结合图1-图9并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
一种固体储热系统，包括储热堆12，储热堆12包括传热管道4，传热管道4包括烧结层2，烧结层2中空，形成通孔3，在烧结层2的烧结过程中，通孔3中有可燃物，当可燃物燃尽后，烧结层2成形，清除传热管道4内可燃物的灰烬后即可进行储热工作。
在本实施例中，可燃物是纸、布或者可燃固体，烧结层2中还包括陶纤或其他耐高温纤维或织物，烧结层2成形后还要进行釉化。
在本实施例中，传热管道4还包括：保护层1，保护层1与烧结层2的外表面连接。
在本实施例中，通孔3中还填充有助燃剂、氧化剂、缓释剂中的一种或几种。
在本实施例中，烧结层2中有编织物，编织物为玻纤等材料，可抗高温，烧结完成后烧结层2融化包裹住编织物，增加了烧结层2的强度。
在本实施例中，传热管道4的至少一端与已成型传热管道连接，所述已成型传热管道与烧结层2连接的一端设置有密封结构，该已成型传热管道为金属管道或碳化硅管道等。
如图9为本发明传热管道4的烧结层2与已成型传热管道的连接示意图。
在本实施例中，通孔一端设置引燃物质，引燃物质为煤气，和助燃物质氧气、空气一起从引燃物质进口9进入储热堆12中。
作为另一种实施例，通孔的一端设置引燃物质，利用电子打火器引燃。
在本实施例中，传热管道4横截面形状有变化，如图3所示，传热管道4为波纹管型，以增加换热面积。
作为另一种实施例，传热管道4沿其走向有弯曲，如图4所示，传热管道4沿其走向呈螺旋管型，以增加换热面积。
本实施例中，传热管道4采用波纹管型或螺旋管型还有助于破坏导热介质的层流，增加湍流。
如图2所示，是本发明传热管道4的最优实施例。
在本实施例中，储热堆12的主体部分为柱体,储热堆12的一端设置有导热介质进口8，储热堆12的另一端设置有导热介质出口13，储热堆12的顶部设置有保温材料10，储热堆12的顶部靠近导热介质进口8处设置有引燃物质进口9，储热堆12的底部设置有保温支撑材料6，储热堆12的底部靠近导热介质进口8处设置有第一出灰槽7a，储热堆12的底部靠近导热介质出口13处设置有第二出灰槽7b，储热堆12的内部设置有至少一个传热管道4，传热管道4的周围填充储热介质5，储热堆12的内部靠近导热介质出口13和/或导热介质进口8处设置有过滤层11。
如图5所示，第一出灰槽7a和第二出灰槽7b用于存储燃烧完成后的剩余物质和工作过程中产生的沙石和灰尘；过滤网11用于过滤工作过程中产生的沙石和灰尘，使其不进入导热介质进口8或导热介质出口13。
图6为储热堆12立体图。
在本实施例中，储热介质5中设置有提高导热效率的物质，这种物质为矿渣、金属片、金属条等金属物质或者石墨粉等导热率高的非金属物质中的一种或几种。
如图7所示，储热堆12内还包括用于固定储热管道4的管道支撑结构14。
如图8所示，储热堆12还包括外壳15，外壳15为自烧结而成，外壳15包括第二烧结层22和第二保护层21,第二烧结层22和第二保护层21之间填充可燃物。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种固体储热系统，包括储热堆（12），储热堆（12）包括传热管道（4），其特征在于，传热管道（4）包括烧结层（2），烧结层（2）中空，形成通孔（3），在烧结层（2）的烧结过程中，通孔（3）中有可燃物。
2.根据权利要求1所述的一种固体储热系统，其特征在于，所述传热管道（4）还包括保护层（1），保护层（1）与烧结层（2）的外表面连接。
3.根据权利要求1所述的一种固体储热系统，其特征在于，所述通孔（3）中还填充有助燃剂、氧化剂、缓释剂中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种固体储热系统，其特征在于，所述烧结层（2）中有编织物，增加烧结层（2）的强度。
5.根据权利要求1所述的一种固体储热系统，其特征在于，所述传热管道（4）的至少一端与已成型传热管道连接，所述已成型传热管道与烧结层（2）连接的一端设置有密封结构。
6.根据权利要求1所述的一种固体储热系统，其特征在于，所述通孔（3）至少一端设置引燃物质。
7.根据权利要求1所述的一种固体储热系统，其特征在于，所述传热管道（4）横截面形状有变化。
8.根据权利要求1所述的一种固体储热系统，其特征在于，所述传热管道（4）沿其走向弯曲。
9.根据权利要求1所述的一种固体储热系统，其特征在于，所述储热堆（12）的主体部分为柱体,储热堆（12）的一端设置有导热介质进口（8），储热堆（12）的另一端设置有导热介质出口（13），储热堆（12）的顶部设置有保温材料（10），储热堆（12）的顶部靠近导热介质进口（8）处设置有引燃物质进口（9），储热堆（12）的底部设置有保温支撑材料（6），储热堆（12）的底部靠近导热介质进口（8）处设置有第一出灰槽（7a），储热堆（12）的底部靠近导热介质出口（13）处设置有第二出灰槽（7b），储热堆（12）的内部设置有至少一个所述传热管道（4），传热管道（4）的周围填充储热介质（5），储热堆（12）的内部靠近导热介质出口（13）和/或导热介质进口（8）处设置有过滤层（11）。
10.根据权利要求9所述的一种固体储热系统，其特征在于，所述储热介质（5）中设置有提高导热效率的物质。
11.根据权利要求1所述的一种固体储热系统，其特征在于，还包括用于固定储热管道（4）的管道支撑结构（14）。
12.根据权利要求1所述的一种固体储热系统，其特征在于，所述储热堆（12）还包括外壳（15），外壳（15）为自烧结而成，外壳(15)包括第二烧结层(22)和第二保护层(21),第二烧结层(22)和第二保护层(21)之间填充可燃物。
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