全文摘要
本实用新型公开了一种用于太阳能热发电的高温储热换热装置，包括筒体、高温相变储热柱体，高温相变储热柱体材料为陶瓷钢铁复合管，高温相变储热柱体内充填相变储热材料，相变材料为铝基合金储热材料，多根规格相同的高温相变储热柱体按一定方式排列在一起。本实用新型结构简单、传热效率高，具备蓄热、释热功能，该高温储热换热装置可充分利用太阳能集热器加热的高温气体，使太阳能热发电过程能够连续稳定的进行。
主设计要求
1.一种用于太阳能热发电的高温储热换热装置，其特征在于，包括筒体和设置在筒体内的高温相变储热柱体，所述高温相变储热柱体的数量为多个，所述多个高温相变储热柱体排列形成多层阵列结构，所述多层阵列结构顺序连接，每层所述阵列结构中的所述高温相变储热柱体间隔排布，同一层的所述阵列结构中的所述高温相变储热柱体与相邻所述阵列结构中的两个所述高温相变储热柱体连接,所述的高温相变储柱体内充装有相变储热材料。
设计方案
1.一种用于太阳能热发电的高温储热换热装置，其特征在于，包括筒体和设置在筒体内的高温相变储热柱体，所述高温相变储热柱体的数量为多个，所述多个高温相变储热柱体排列形成多层阵列结构，所述多层阵列结构顺序连接，每层所述阵列结构中的所述高温相变储热柱体间隔排布，同一层的所述阵列结构中的所述高温相变储热柱体与相邻所述阵列结构中的两个所述高温相变储热柱体连接,所述的高温相变储柱体内充装有相变储热材料。
2.根据权利要求 1 所述的用于太阳能热发电的高温储热换热装置，其特征在于，所述的高温相变储热柱体材料为陶瓷钢铁复合管，所述陶瓷钢铁复合管包括外层的无缝钢管以及内层的刚玉。
3.根据权利要求 2 所述的用于太阳能热发电的高温储热换热装置，其特征在于，所述高温相变储热柱体外层的无缝钢管的直径范围32mm-219mm，管壁厚范围2.5mm-7.5mm，刚玉的厚度范围2mm-5mm。
4.根据权利要求 1 所述的用于太阳能热发电的高温储热换热装置，其特征在于，所述相变储热材料为铝基合金储热材料。
5.根据权利要求 1 所述的用于太阳能热发电的高温储热换热装置，其特征在于，所述的高温储热换热装置外部置有保温材料。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种能量的存储与释放装置，尤其涉及一种用于太阳能热发电的高温储热换热装置。
背景技术
太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源，具有无污染、取用方便的特点，但到达地球表面的太阳辐射，能量密度却很低，而且受地理、昼夜和季节等规律性变化的影响，以及阴晴云雨等随机因素的制约，其辐射强度也不断发生变化，具有显著的稀薄性、间断性和不稳定性。在太阳热能发电系统中，太阳能集热器把收集到的太阳辐射能发送至接收器产生热空气或热蒸汽，用传统的电力循环来产生电能，为了保持供电装置稳定不间断地运行，就需要储热装置把太阳能储存起来，在太阳能不足时再释放出来，从而满足生产和生活用能连续和稳定供应的需要，所以太阳能高温储热装置是太阳能热发电的关键技术，它对于提高系统发电效率、提高系统发电稳定性和可靠性具有重要意义。已有的相变储能装置多是针对以水、空气或者熔盐作为传热介质的储热装置，这种整体式的储热装置储热量小，储热体积大，在高温高压下工作的稳定性和安全性欠佳。因为在太阳能热发电系统中，可利用气体作为传热介质，高温气体能直接推动汽轮机发电，提高发电效率。太阳能集热器加热的气体温度可高达1000℃以上，这种高温高压的传热介质对储热装置有很大的要求。所以对于高温储热装置（>400℃）的研究有待进一步开展。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种用于太阳能热发电的高温储热换热装置，在高温储热换热装置的储热换热柱体内充装铝基合金储热相变储热材料，利用铝基合金储热相变储热材料相变潜热高、储能密度大、导热系数良好的优点，提高储热效率和储热密度，使储热放热过程稳定高效的进行。
本实用新型是通过以下技术方案来实现的：
一种用于太阳能热发电的高温储热换热装置，包括筒体和设置在筒体内的高温相变储热柱体，所述的高温相变储柱体内充装有相变储热材料。所述的高温相变储热柱体材料为陶瓷钢铁复合管，所述陶瓷钢铁复合管包括外层的无缝钢管以及内层的刚玉。所述高温相变储热柱体外层的无缝钢管的直径范围32mm-219mm，管壁厚范围2.5mm-7.5mm，刚玉的厚度范围2mm-5mm。所述相变储热材料为铝基合金储热材料。所述的高温储热换热装置外部置有保温材料。所述高温相变储热柱体的数量为多个，多个高温相变储热柱体排列形成多层阵列结构，所述多层阵列结构顺序连接，每层所述阵列结构中的所述高温相变储热柱体间隔排布，同一层的所述阵列结构中的所述高温相变储热柱体与相邻所述阵列结构中的两个所述高温相变储热柱体连接。
本发明具有显著的优点和积极的效果。
本实用新型结构简单易行，相变储热材料采用铝基合金储热材料，铝基合金储热材料具有合适的相变温度和较高的储热密度，加快了流体与相变储热材料间的换热，缩小了储热容装置的体积，从而提高了系统的储热效率和储热密度，使储热放热过程稳定高效的进行。
附图说明
图1是本实用新型太阳能热发电的高温储热换热装置结构示意图。
图 2 是本实用新型太阳能热发电的高温储热换热装置高温储热换热柱体排列方式示意图。
图 3 是本实用新型太阳能热发电的高温储热换热装置高温储热换热柱体结构示意图。
图中，1-流体进口管，1.1-热流体进口，1.2-冷流体进口，2-流体出口管，2.1-热流体出口，2.2-冷流体出口，3-储热换热装置筒体，4-高温储热换热柱体，5-相变储热材料，6-保温材料，7-无缝钢管，8-刚玉。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，实例仅为参考和说明之用，并非用来对本实用新型的应用范围加以限制。
一种用于太阳能热发电的高温储热换热装置，包括筒体3和设置在筒体3内的高温相变储热柱体4，所述的高温相变储柱体4内充装有相变储热材料5。所述的高温相变储热柱体4材料为陶瓷钢铁复合管，所述陶瓷钢铁复合管包括外层的无缝钢管7以及内层的刚玉8。所述高温相变储热柱体4外层的无缝钢管的直径范围32mm-219mm，管壁厚范围2.5mm-7.5mm，刚玉的厚度范围2mm-5mm。所述相变储热材料5为铝基合金储热材料。所述的高温储热换热装置外部置有保温材料6。所述高温相变储热柱体4的数量为多个，多个高温相变储热柱体4排列形成多层阵列结构，所述多层阵列结构顺序连接，每层所述阵列结构中的所述高温相变储热柱体4间隔排布，同一层的所述阵列结构中的所述高温相变储热柱体4与相邻所述阵列结构中的两个所述高温相变储热柱体连接。
经太阳能集热器加热的高温气体通过流体进口管1.1进入高温储热换热装置筒体3内，热流体将热量传递给相变储热材料5，相变储热材料5由固态逐渐变为液态，使热能不断转化为潜热储存在相变材料内，释放了热量的流体绕经高温相变储热柱体4从流体出口管2.1流出，经过一定时间后，固态相变储热材料完全转化为液态实现热量存储的最大化，停止热流体的进出。当需要热能时，冷流体进口1.2进入筒体3沿着与热流体同样的路线流动，此时冷流体通过相变储热换热装置的筒体3内，相变储热材料5由液态逐渐转变为固态释放存储的热量，对冷流体逐渐进行加热，当相变储热材料5放出部分热量后，换热柱体内壁面的液体逐渐凝固，随着放热量的增加，相变储热材料5由液态渐变为固态，待全部转变为固态后，不再释放热量，此时冷流体的温度升高到最高值从冷流体出口2.2流出，储热释热过程可循环重复使用，实现冷、热流体与固液相变储热材料之间的高效换热。
本实用新型未涉及部分及储热换热装置的具体结构等均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920056332.X
申请日:2019-01-14
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:13(河北)
授权编号:CN209763518U
授权时间:20191210
主分类号:F24S60/10
专利分类号:F24S60/10;F28D20/02
范畴分类:申请人:河北科技大学
第一申请人:河北科技大学
申请人地址:050018 河北省石家庄市裕翔街26号
发明人:崔海亭
第一发明人:崔海亭
当前权利人:河北科技大学
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计