CN112555787A - 一种利用高温复合相变材料的储放热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用高温复合相变材料的储放热装置，包括罐体、位于所述罐体内的直接接触换热管以及位于所述罐体一端的封头；所述罐体上设有水蒸汽出口，所述罐体内填充有多孔填料，所述直接接触换热管位于所述多孔填料内，所述封头通过管板法兰与所述罐体连接，所述封头上设置有水蒸汽入口与液体进出口。本发明相对于现有的蓄热器，能够有效地利用较低品位的废热蒸汽，相应温度下饱和蒸汽的供应量可提高20％‑150％，可广泛应用于各类热电厂、工矿企业的废热和余热锅炉的废热蒸汽的储存与利用。

Description

一种利用高温复合相变材料的储放热装置
技术领域
本发明属于移动供热技术领域，尤其涉及一种利用高温复合相变材料的储放热装置。
背景技术
在一定的温度范围内，物质从一种相转变为另一种相的过程，即为相变过程。物质系统中物理、化学性质完全相同，与其他部分具有明显分界面的均匀部分称为相。在由固态加热到熔化或由液态加热到气化温度时，就产生从固态到液态或从液态到气态的相变，此时的温度均称为相变温度。在熔化或气化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热；当相变材料冷却到液态或固态时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从气态到液态或从液态到固态的逆相变。在这些相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。利用相变材料可以将太阳能、谷期电力、废热或工业余热储存起来，在需要时再释放出来，从而更加合理有效地利用能源。相变储热与显热储能的方式相比具有储能密度高和热效率高的特点，与化学储能相比，具有技术简单，使用方便的优势。
公告号为CN201711105730.8的发明专利公开了一种利用储热材料射流破碎的直接接触式储放热装置，还公开了一种利用储热材料射流破碎的直接接触式放热系统和储热系统，上述直接接触式储放热装置包括：金属箱体，金属箱体内设置一个竖直方向的隔板，将金属箱体分隔为主箱体和副箱体；主箱体上连接有与其内部连通的第一直管段、第二直管段和90°弯管段；副箱体内沿竖直方向安装有蛇形管段，其一端穿设过副箱体开口于副箱体外，另一端通过隔板上的第四孔口连通主箱体的内部，通过隔板上的第四孔口连通主箱体的内部；采用该装置可以解决现有的换热工质堵塞问题，强化了储热装置内的对流换热，提高了储放热效率；并且，结构简单，易于批量生产，成本低，具有较好的经济和社会效益，不过该发明并不能对低品位的废热蒸汽实现有效地利用，在相同温度下饱和蒸汽的供应量较低，难以广泛应用于各类热电厂、工矿企业的废热和余热锅炉的废热蒸汽的储存与利用。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种利用高温复合相变材料的储放热装置，以解决现有技术中存在的问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种利用高温复合相变材料的储放热装置，包括罐体、位于所述罐体内的直接接触换热管以及位于所述罐体一端的封头；所述罐体上设有水蒸汽出口，所述罐体内填充有多孔填料，所述直接接触换热管位于所述多孔填料内，所述封头通过管板法兰与所述罐体连接，所述封头上设置有水蒸汽入口与液体进出口。
本发明一个较佳实施例中，还包括运输小车；所述罐体位于所述运输小车上。
本发明一个较佳实施例中，所述罐体内设置有支撑板，所述支撑板沿所述罐体长度方向间隔分布。
本发明一个较佳实施例中，所述支撑板与所述管板法兰上均设有管孔，所述直接接触换热管贯穿所述管孔。
本发明一个较佳实施例中，所述多孔填料为孔隙率为95％的泡沫铜金属。
本发明一个较佳实施例中，所述直接接触换热管为末端封闭且下部开有小孔的金属管。
本发明一个较佳实施例中，所述直接接触换热管端部与所述管板法兰焊接。
本发明一个较佳实施例中，所述封头通过螺栓与所述管板法兰固定连接。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
本发明相对于现有的蓄热器，能够有效地利用较低品位的废热蒸汽，相应温度下饱和蒸汽的供应量可提高20％-150％，可广泛应用于各类热电厂、工矿企业的废热和余热锅炉的废热蒸汽的储存与利用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；
图1为本发明优选实施例的整体结构示意图；
图中：1、罐体；2、直接接触换热管；3、封头；4、水蒸汽出口；5、多孔填料；6、管板法兰；7、水蒸汽入口；8、液体进出口；9、运输小车；10、支撑板。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种利用高温复合相变材料的储放热装置，包括罐体1、位于罐体1内的直接接触换热管2以及位于罐体1一端的封头3；罐体1上设有水蒸汽出口4，罐体1内填充有多孔填料5，直接接触换热管2位于多孔填料5内，封头3通过管板法兰6与罐体1连接，封头3上设置有水蒸汽出口4与液体进出口8。
在本实施例中，当饱和压力为1.66MPa、温度为203℃的废热蒸汽由罐体1顶部水蒸汽入口7进入封头3内，经管板法兰6进入直接接触换热管2，由直接接触换热管2下部的孔排出与罐体1内低温固液状态下的甘露糖醇与水的复合溶液换热，甘露糖醇发生相变，随着溶液温度升高和水的溶解度增大，甘露糖醇与水形成完全互溶，当蓄热罐体1内压力为1.6MPa、温度为202℃，完成储热过程；当用户需要饱和水蒸汽的压力为0.4MPa、温度为143℃，罐体1内饱和压力为1.6MPa、温度为202℃完全液态的甘露糖醇与水的复合溶液闪蒸出饱和水蒸汽通过罐体1水蒸汽出口排出，甘露糖醇与水的复合溶液的温度和水的溶解度不断降低，甘露糖醇发生相变并释出结晶，形成固-液状态的甘露糖醇与水的复合溶液，当罐体1内甘露糖醇与水的复合溶液压力为0.4MPa、温度为143℃时，完成放热过程。
具体地，在本实施例中，甘露糖醇的熔点为165℃，不易挥发，相变潜热为316kJ/kg，甘露糖醇与水的复合溶液在低于甘露糖醇相变温度时为固液混合状态，在高于甘露糖醇相变温度165℃时为完全液态，装置在使用之前，预先将足量的甘露糖醇与水的复合溶液从液体进出口8注入罐体1。
在本实施例中，还包括运输小车9；罐体1位于运输小车9上，便于罐体1的输送。
进一步地，罐体1内设置有支撑板10，支撑板10沿罐体1长度方向间隔分布。
具体地，支撑板10与管板法兰6上均设有管孔，直接接触换热管2贯穿管孔，对直接接触换热管2进行支撑固定。
在本实施例中，多孔填料5为孔隙率为95％的泡沫铜金属。
在本实施例中，直接接触换热管2为末端封闭且下部开有小孔的金属管。
进一步地，直接接触换热管2端部与管板法兰6焊接。
具体地，封头3通过螺栓与管板法兰6固定连接。
总而言之，本发明相对于现有的蓄热器，能够有效地利用较低品位的废热蒸汽，相应温度下饱和蒸汽的供应量可提高20％-150％，可广泛应用于各类热电厂、工矿企业的废热和余热锅炉的废热蒸汽的储存与利用。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (8)

1.一种利用高温复合相变材料的储放热装置，其特征在于，包括罐体、位于所述罐体内的直接接触换热管以及位于所述罐体一端的封头；所述罐体上设有水蒸汽出口，所述罐体内填充有多孔填料，所述直接接触换热管位于所述多孔填料内，所述封头通过管板法兰与所述罐体连接，所述封头上设置有水蒸汽入口与液体进出口。
2.根据权利要求1所述的一种利用高温复合相变材料的储放热装置，其特征在于，还包括运输小车；所述罐体位于所述运输小车上。
3.根据权利要求1所述的一种利用高温复合相变材料的储放热装置，其特征在于，所述罐体内设置有支撑板，所述支撑板沿所述罐体长度方向间隔分布。
4.根据权利要求3所述的一种利用高温复合相变材料的储放热装置，其特征在于，所述支撑板与所述管板法兰上均设有管孔，所述直接接触换热管贯穿所述管孔。
5.根据权利要求1所述的一种利用高温复合相变材料的储放热装置，其特征在于，所述多孔填料为孔隙率为95％的泡沫铜金属。
6.根据权利要求1所述的一种利用高温复合相变材料的储放热装置，其特征在于，所述直接接触换热管为末端封闭且下部开有小孔的金属管。
7.根据权利要求1所述的一种利用高温复合相变材料的储放热装置，其特征在于，所述直接接触换热管端部与所述管板法兰焊接。
8.根据权利要求1所述的一种利用高温复合相变材料的储放热装置，其特征在于，所述封头通过螺栓与所述管板法兰固定连接。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102910104A (zh) * 2012-11-14 2013-02-06 青岛奥环新能源科技发展有限公司 一种复合式相变储能移动供热车
CN103185367A (zh) * 2013-03-15 2013-07-03 青岛奥环新能源科技发展有限公司 一种热管式移动供热相变蓄热装置
CN204513322U (zh) * 2015-03-05 2015-07-29 青岛奥环新能源集团有限公司 一种高蓄能可分离罐式集装箱移动供热站
CN205014875U (zh) * 2015-09-30 2016-02-03 华北电力大学（保定） 一种移动式梯级相变蓄热供热车

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102910104A (zh) * 2012-11-14 2013-02-06 青岛奥环新能源科技发展有限公司 一种复合式相变储能移动供热车
CN103185367A (zh) * 2013-03-15 2013-07-03 青岛奥环新能源科技发展有限公司 一种热管式移动供热相变蓄热装置
CN204513322U (zh) * 2015-03-05 2015-07-29 青岛奥环新能源集团有限公司 一种高蓄能可分离罐式集装箱移动供热站
CN205014875U (zh) * 2015-09-30 2016-02-03 华北电力大学（保定） 一种移动式梯级相变蓄热供热车

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