CN109140566A - 带预制固体热能存储装置的供热系统 - Google Patents
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Abstract
一种带预制固体热能存储装置的供热系统，所述固体储能体是阵列设置的预制固体储能体单元的集合，预制固体储能体单元是储热、放热共用的带金属伞裙的热载体管道外表面设置固体物质的杆状构件，该杆状构件上、下端口分别与上汇接腔及下汇接腔相连通；热源系统的放热输出端通过管道依次与上汇接腔、换热系统相连接，换热系统的放热回流端通过管道依次与放热驱动器、下汇接腔、带蒸汽旁通阀的储热驱动器及热源系统的放热回流端相连通，从而使热源系统、固体储能体、换热系统通过汇接腔形成相联通的并联结构；在热源系统放热输出端与上汇接腔的端口管道还设置有弯形管件，在放热回流端与放热驱动器之间的管道还连接有热载体定压装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种带预制固体热能存储装置的供热系统，它是设在热源系统和换热系统之间用固体物质储存热能，调节热能输出的装置。
背景技术
一般用固体物质存储高温蒸汽热能的系统，都是用耐高温砌块或耐高温浇筑料在安装现场砌筑或浇筑，冬季施工需要解决防寒措施，影响设备安装进度增加了设备投资成本。能否设计一种简单的方法缩短安装周期的问题。
发明内容
本发明根据上述存在的问题，将耐高温建筑砌块或耐高温浇筑料与内部安装耐热金属制成的热载体管道在工厂制成预制件运抵施工现场安装，提高供热系统热存储能力和热输出的适配性。
本发明所采用的技术方案：一种带预制固体热能存储装置的供热系统，它包括有：热源系统，管道，换热系统，带保温层的固体储能体，基础，热用户，其特征在于：所述固体储能体是阵列设置的预制固体储能体单元的集合，预制固体储能体单元是储热、放热共用的带金属伞裙的热载体管道外表面设置耐高温建筑砌块体或耐高温建筑材料浇筑体的杆状构件，该杆状构件上、下端口分别与上汇接腔及下汇接腔相连通；热源系统的放热输出端通过管道依次与上汇接腔、换热系统相连接，换热系统的放热回流端通过管道依次与放热驱动器、下汇接腔、带蒸汽旁通阀的储热驱动器及热源系统的放热回流端相连通；从而使热源系统、固体储能体、换热系统通过汇接腔形成相联通的并联结构；在热源系统放热输出端与上汇接腔的端口管道还设置有弯形管件，在放热回流端与放热驱动器之间的管道还连接有热载体定压装置，所述的换热系统与热用户相连接。
本发明所述热源系统包括太阳光热集热器或汽轮机组中、低压缸的排汽热源或经接在发电厂上网关口计量表内侧降压变压器次级电源端的电阻炉、电极炉生产的高温热源及能用管道输送的热源。
本发明所述换热系统是采用金属构件制成的能输出蒸汽，热水，导热油，热风或熔盐的换热器组合。本发明所述的储热驱动器及放热驱动器为可变频调节的管道热载体循环动力。
本发明所述在固体储能体下部设有支撑基础，该支撑基础是支撑预制固体储能体重量并留有热载体管道下汇接腔安装人工通道的高温混凝土浇筑结构。
本发明所述热用户包括建筑物供暖、工业热源、蒸汽发电机组。
本发明所述的每个带预制固体热能存储装置的供热系统的储热、放热过程选用相同热载体共用方式，如水、水蒸汽、压缩空气、导热油或熔岩具有流动性的导热介质。
本发明所述的弯形管件是向上弯曲的倒“U”型结构的金属管。
本发明所述的在热载体管道及金属伞裙外层设置有吸收热膨胀应力防止耐高温建筑砌块体或耐高温建筑材料浇筑体被热载体管道账裂的缓冲结构。
本发明所述阵列式设置的预制固体储能体单元根据不同的热载体选择，包括垂直、斜向或水平阵列设置的预制固体储能体单元。
本发明的有益效果是：预制固体储能体单元可以实现工厂化，能够按制定成熟稳定的工艺生产，控制生产环境降低材料损耗，降低设备成本。预制固体储能体单元中设置的金属伞裙对固体储能体的储热和放热有两个突出的改善，第一增加了热载体管道与耐高温建筑砌块体或耐高温建筑材料浇筑体之间的热传导接触面积减少热阻；第二把耐高温建筑砌块体或耐高温建筑材料浇筑体以伞裙截距分段，化小耐高温建筑砌块体或耐高温建筑材料浇筑体的单体，避免迅速的温度变化造成固体储热物质大范围开裂损坏。本发明在并联运行的热源系统和换热系统之间再并联固体储能体装置改善了原系统的热特性，预制固体储能体在中间起到了热平衡调节作用和减温减压器的作用。
附图说明
图1为本发明带预制固体热能存储装置的供热系统结构统示意简图；
图2为本发明预制固体储能体单元结构示意简图；
附图中主要部件序号说明如下： 1热源系统、2管道、3换热系统、4预制固体储能体单元、5储热驱动器、6放热驱动器、7基础、8热用户、9蒸汽旁通阀、10热载体、11保温层、12放热回流端、13换热回流端、14放热输出端、15换热输入端、16热载体定压装置、17上汇接腔、18下汇接腔、19弯形管件、20热载体管道、21耐高温建筑砌块体或耐高温建筑材料浇筑体、22金属伞裙、23壳体。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图1并通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：
本实施例如图1、2所示，带预制固体热能存储装置的供热系统它们包括有：热源系统1、管道2、换热系统3、预制固体储能体单元4、储热驱动器5、放热驱动器6、基础7、热用户8、蒸汽旁通阀9、热载体10、保温层11、放热回流端12、换热回流端13、放热输出端14、换热输入端15、热载体定压装置16、上汇接腔17、下汇接腔18、弯形管件19、热载体管道20、耐高温建筑砌块体或耐高温建筑材料浇筑体21、金属伞裙22、壳体23。热源系统1、固体储能体、换热系统3是通过汇接腔相联通的并联结构；固体储能体是由在保温层11内与上汇接腔17、下汇接腔18之间焊接的预制固体储能体单元4构成。预制固体储能体单元4是在金属制成的热载体管道上焊接的金属伞裙间隙中，填充耐高温建筑砌块体或耐高温建筑材料浇筑体21的杆状构件；上汇接腔17是截面大于上面焊接的金属热载体管道20截面积之合的金属管状体，上汇接腔17端口同时连接放热输出端14和换热输入端15；下汇接腔18的截面于管道2截面相同，下汇接腔18端口分别与储热驱动器5的入口和放热驱动器6的出口连接，储热驱动器5出口的管道2与放热回流端12连接，放热驱动器6入口的管道2与换热回流端13连接。储热驱动器5出口和入口之间还并联蒸汽旁通阀9。
下面根据图1叙述以水蒸汽为热载体工作介质的带预制固体热能存储装置的供热系统的工作过程：热源系统1中的蒸汽热能，从放热输出端14输出经上汇接腔17的均匀分配进入预制固体储能体单元4的热载体管道20，使包裹在热载体管道20外面的固体物质升温，完成固体储能体的储热过程；热载体管道20中的蒸汽放热后形成减温减压，在固体储能体温度较低时蒸汽容易形成凝结水，由于热载体管道20的两个管端口一高一低布置，高端口与上汇接17对接，低端口与下汇接18对接，所以凝结水向较低的下汇接18流动，被储热驱动器5输送到放热回流端12；当预制固体储能体单元4的固体物质温度较高时，在热载体管道20内没有凝结水，热源系统1的高温、高压蒸汽进入预制固体储能体单元4释放部分热能从下汇接18输出后，通过蒸汽旁通阀9送回放热回流端12，保持放热循环正常工作。当热用户有用热需求时，启动放热驱动器6向预制固体储能体单元4中的热载体管道20注水，注入到热载体管道20内的水与热载体管道20的金属管壁充分接触吸收固体物质的热能升温，达到产汽条件时蒸汽从上汇接腔17端口送入换热系统3的换热输入端15放热，降温后的冷凝水补充到热载体定压装置16中。注入到热载体管道20内的水吸收固体物质的热能升温，不能达到产汽条件时高温水从上汇接腔17端口流出受弯形管件19的阻挡，使高温水流向换热系统3的换热输入端15放热，降温后的低温水补充到热载体定压装置16中。调节放热驱动器6的流量可以改变换热系统3的输出能力。
Claims (10)
1.一种带预制固体热能存储装置的供热系统，它包括有：热源系统，管道，换热系统，带保温层的固体储能体，基础，热用户，其特征在于：所述固体储能体是阵列设置的预制固体储能体单元的集合，预制固体储能体单元是储热、放热共用的带金属伞裙的热载体管道外表面设置耐高温建筑砌块体或耐高温建筑材料浇筑体的杆状构件，该杆状构件上、下端口分别与上汇接腔及下汇接腔相连通；热源系统的放热输出端通过管道依次与上汇接腔、换热系统相连接，换热系统的放热回流端通过管道依次与放热驱动器、下汇接腔、带蒸汽旁通阀的储热驱动器及热源系统的放热回流端相连通，从而使热源系统、固体储能体、换热系统通过汇接腔形成相联通的并联结构；在热源系统放热输出端与上汇接腔的端口管道还设置有弯形管件，在放热回流端与放热驱动器之间的管道还连接有热载体定压装置，所述的换热系统与热用户相连接。
2.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于：所述热源系统包括太阳光热集热器或汽轮机组中、低压缸的排汽热源或经接在发电厂上网关口计量表内侧降压变压器次级电源端的电阻炉、电极炉生产的高温热源及能用管道输送的热源。
3.根据权利要求1或2所述的供热系统，其特征在于：所述换热系统是采用金属构件制成的能输出蒸汽，热水，导热油，热风或熔盐的换热器。
4.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于：所述的储热驱动器及放热驱动器为可变频调节管道中热载体循环的动力。
5.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于：在固体储能体下部设有支撑基础，该支撑基础是支撑预制固体储能体重量并留有热载体管道下汇接腔安装人工通道的高温混凝土浇筑结构。
6.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于：所述热用户包括建筑物供暖、工业热源、蒸汽发电机组。
7.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于：所述的每个带预制固体热能存储装置的供热系统的储热、放热过程选用相同热载体共用方式，如水、水蒸汽、压缩空气、导热油或熔岩具有流动性的导热介质。
8.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于：所述的弯形管件是向上弯曲的倒“U”型结构的金属管。
9.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于：在热载体管道及金属伞裙外层设置有吸收热膨胀应力防止耐高温建筑砌块体或耐高温建筑材料浇筑体被热载体管道账裂的缓冲结构。
10.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于：所述阵列式设置的预制固体储能体单元根据选择的热载体不同，可以选择包括垂直、斜向或水平阵列设置预制固体储能体单元。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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