CN104596249A - 高温固体电热储能炉 - Google Patents

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Abstract

一种高温固体电热储能炉，涉及热交换中的热贮存装置或设备。其结构为：绝缘基础部分由呈矩阵形式分布的绝缘支撑组成，绝缘支撑固定在绝缘隔热层底部，绝缘支撑与保温壳体侧壁、绝缘隔热层、承重平台之间形成独立的降温通道。本发明设置独立的热工循环部分和带有降温通道的绝缘基础部分，使得即使位于热工循环部分内的储能体工作在600℃至1200℃范围内，也能保证绝缘基础部分的绝缘支撑表面温度低于300℃，使现有高电压固体电热储能炉在不增加储能体的重量的情况下，就能提高蓄热能力，并保持绝缘支撑的承压力强度和绝缘性能不下降。

Description

高温固体电热储能炉
技术领域
本发明涉及热交换中的热贮存装置或设备，特别涉及一种高温固体电热储能炉。
背景技术
目前固体电热储能炉的热能，大多数都存储在主要成分为金属氧化物耐火材料或绝缘的相变材料制成的固体储能体上，若想提高储能体的蓄热能力，较方便的方法就是提高储能体的蓄热温度，但提高储能体蓄热温度后也使工作在10kv～66kv电压等级上的固体电热储能炉中支撑储能体的绝缘基础部分温度升高，当温度超过300℃时，其绝缘支撑的承压力强度和绝缘性能指标都迅速降低，限制了高电压固体电热储能炉的储能体蓄热温度提升的空间。需要研制开发一种结构简单，运行可靠的高电压固体电热储能炉绝缘基础部分降温结构，防止绝缘支撑因温度升高发生的事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种高温固体电热储能炉，解决了现有高电压固体电热储能炉在提高蓄热温度时，绝缘支撑的承压力强度和绝缘性能均降低，易造成安全隐患的问题，其结构简单，便于实现。
本发明所采用的技术方案是：该高温固体电热储能炉，包括设置在保温壳体内的热功循环部分、用于支撑储能体的绝缘基础部分以及设置在热工循环部分和绝缘基础部分之间的绝缘隔热层，其技术要点为：所述的绝缘基础部分由呈矩阵形式分布的绝缘支撑组成，绝缘支撑固定在绝缘隔热层底部，绝缘支撑与保温壳体侧壁、绝缘隔热层、承重平台之间形成独立的降温通道，空气经位于保温壳体一侧壁的常温气体进气口进入降温通道，与绝缘支撑进行热交换，由位于保温壳体另一侧壁的常温气体出气口流出。
作为本发明的一种优选方案，所述的热工循环部分由带有电阻发热体的储能体、带有耐热金属列管阵列和空气循环风机的热交换器组成，储能体由耐火砌块砌筑成的耐火墙组成，耐火墙之间形成高温风道，在高温风道内还设有电阻发热体，电阻发热体通过位于保温壳体侧壁的电源引入端连接外接电源，储能体与热交换器5之间是带有高温气体出气口的保温壳体的侧壁，储能体与该侧壁以及第一高温绝缘挡板、第二高温绝缘挡板形成高温腔，保温壳体、绝缘隔热层与储能体之间形成低温风道；在保温壳体侧壁设置有高温气体进气口和低温气体出气口，由储能体输出的高温气体通过高温气体出气口进入位于保温壳体外壁的热交换器内进行热交换，再经低温气体进气口进入低温风道进行热风循环。
作为本发明的进一步优选方案，所述的电阻发热体与保温壳体外部10kV～66kV的电源连接。
作为本发明的进一步优选方案，所述的热交换器由耐热金属列管构成的管壳式交换器，管程装有吸热介质与热能输出回路连接，作为放热通道的壳程内装有空气循环驱动风机，壳程与设置在保温壳体侧壁上的高温气体出气口和低温气体进气口连接。
作为本发明的另一种优选方案，所述的绝缘支撑是由能耐受工作电压的陶瓷或玻璃制成。
作为本发明的又一种优选方案，所述的绝缘隔热层由耐火材料与耐受工作电压的绝缘材料组合而成。
本发明具有的优点及积极效果是：本发明的高温固体电热储能炉，设置独立的热工循环部分和带有降温通道的绝缘基础部分，使得即使位于热工循环部分内的储能体工作在600℃至1200℃范围内，也能保证绝缘基础部分的绝缘支撑表面温度低于300℃，使现有高电压固体电热储能炉在不增加储能体的重量的情况下，就能提高蓄热能力，并保持绝缘支撑的承压力强度和绝缘性能不下降。
附图说明
以下结合附图对本发明作进一步描述。
图1为本发明一种高温固体电热储能炉结构示意图；
图中序号说明：1储能体、2保温壳体、3高温腔、4高温气体出气口、5热交换器、 6低温气体进气口、7低温风道、8低温风、9高温风、10高温风道、11电源引入端、12第一热能输出通道、13第二热能输出通道、14常温空气、15常温气体进气口、16降温通道、17绝缘支撑、18常温气体出气口、19绝缘隔热层、20承重平台、21第一高温绝缘挡板、22第二高温绝缘挡板。
具体实施方式
下面结合图1对本发明的结构进行说明。
实施例1：
本实施例中的高温固体电热储能炉，如图1所示，包括设置在保温壳体内的热功循环部分、用于支撑储能体1的绝缘基础部分以及设置在热工循环部分和绝缘基础部分之间的绝缘隔热层19。该绝缘隔热层19由耐火材料(如，经烧结的氧化铝、氧化镁耐火砖)与耐受工作电压的绝缘材料(如，电工陶瓷、云母板及钢化玻璃)组合而成。绝缘基础部分由呈矩阵形式分布的绝缘支撑17组成，该绝缘支撑17是由能耐受工作电压的陶瓷或玻璃制成。绝缘支撑17固定在绝缘隔热层19底部，绝缘支撑17与保温壳体2侧壁、绝缘隔热层19、承重平台20之间形成独立的降温通道16，常温空气14经位于保温壳体2一侧壁的常温气体进气口15进入降温通道16，与绝缘支撑17进行热交换，由位于保温壳体2另一侧壁的常温气体出气口18流出。
实施例2：
本实施例与实施例1的区别在于采用的热工循环部分是由带有电阻发热体的储能体1、带有耐热金属列管阵列和空气循环风机的热交换器5组成，储能体1由耐火砌块砌筑成的耐火墙组成，耐火墙之间形成高温风道10，在高温风道10内还设有电阻发热体，电阻发热体通过位于保温壳体2侧壁的电源引入端11连接外接10kV～66kV的电源，储能体1与热交换器5之间是带有高温气体出气口15的保温壳体1的侧壁，储能体1与该侧壁以及第一高温绝缘挡板21、第二高温绝缘挡板22形成高温腔3。保温壳体2与储能体1之间形成低温风道7。在保温壳体2侧壁设置有高温气体出气口4和低温气体进气口6，由储能体1输出的高温风9通过高温气体出气口4进入位于保温壳体2外壁的热交换器5内进行热交换，经热交换后的低温风8再经低温气体进气口6口进入低温风道7进行热风循环。
热交换器5由耐热金属列管构成的管壳式交换器，管程装有吸热介质与热能输出回路(如，本实施例中的第一热能输出通道12、第二热能输出通道13)连接，作为放热通道的壳程内装有空气循环驱动风机，壳程与设置在保温壳体侧壁上的高温气体出气口4和低温气体进气口6连接。
本实施例仅以上述热功循环部分为例进行说明，用户还可根据实际需要采用不同的热功循环部件，由于设置了独立的降温通道16，使得储能体1的温度提升与绝缘支撑17的降温得以分别实现。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域内的熟练的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质。本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (6)

1.一种高温固体电热储能炉，包括设置在保温壳体内的热功循环部分、用于支撑储能体的绝缘基础部分以及设置在热工循环部分和绝缘基础部分之间的绝缘隔热层，其特征在于：所述的绝缘基础部分由呈矩阵形式分布的绝缘支撑组成，绝缘支撑固定在绝缘隔热层底部，绝缘支撑与保温壳体侧壁、绝缘隔热层、承重平台之间形成独立的降温通道，空气经位于保温壳体一侧壁的常温气体进气口进入降温通道，与绝缘支撑进行热交换，由位于保温壳体另一侧壁的常温气体出气口流出。
2.如权利要求1所述的高温固体电热储能炉，其特征在于：所述的热工循环部分由带有电阻发热体的储能体、带有耐热金属列管阵列和空气循环风机的热交换器组成，储能体由耐火砌块砌筑成的耐火墙组成，耐火墙之间形成高温风道，在高温风道内还设有电阻发热体，电阻发热体通过位于保温壳体侧壁的电源引入端连接外接电源，储能体与热交换器之间是带有高温气体出气口的保温壳体的侧壁，储能体与该侧壁以及第一高温绝缘挡板、第二高温绝缘挡板形成高温腔，保温壳体、绝缘隔热层与储能体之间形成低温风道；在保温壳体侧壁设置有高温气体进气口和低温气体出气口，由储能体输出的高温气体通过高温气体出气口进入位于保温壳体外壁的热交换器内进行热交换，再经低温气体进气口进入低温风道进行热风循环。
3.如权利要求2所述的高温固体电热储能炉，其特征在于：所述的电阻发热体与保温壳体外部10kV～66kV的电源连接。
4.如权利要求2所述的高温固体电热储能炉，其特征在于：所述的热交换器由耐热金属列管构成的管壳式交换器，管程装有吸热介质与热能输出回路连接，作为放热通道的壳程内装有空气循环驱动风机，壳程与设置在保温壳体侧壁上的高温气体出气口和低温气体进气口连接。
5.如权利要求1所述的高温固体电热储能炉，其特征在于：所述的绝缘支撑是由能耐受工作电压的陶瓷或玻璃制成。
6.如权利要求1所述的高温固体电热储能炉，其特征在于：所述的绝缘隔热层由耐火材料与耐受工作电压的绝缘材料组合而成。
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