一種太陽能顯熱蓄熱器的製造方法
2023-05-31 19:38:56 2
一種太陽能顯熱蓄熱器的製造方法
【專利摘要】本實用新型屬於太陽能熱發電顯熱蓄熱【技術領域】，特別涉及一種太陽能顯熱蓄熱器。蓄熱器殼體內按蜂窩狀等間距布置多根不鏽鋼管；各不鏽鋼管外分別包覆蓄熱填料層，蓄熱填料層由內到外依次為黏土層和混凝土層；混凝土層通過鋼絲綑紮固定在黏土層外；各不鏽鋼管的蓄熱填料層之間空隙為砂礫填充區。從太陽能集熱器中流出的高溫流體，流經蓄熱器內的通道蓄熱。本實用新型一方面避免了混凝土與鋼管直接接觸後容易開裂的問題；另一方面引入了廉價的沙礫材料，進一步降低了蓄熱成本，使得太陽能熱發電的成本能夠進一步降低。
【專利說明】一種太陽能顯熱蓄熱器
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於太陽能熱發電顯熱蓄熱【技術領域】，特別涉及一種太陽能顯熱蓄熱器。
【背景技術】
[0002]在我國，太陽能發電設備的裝機容量已接近2000萬千瓦，但是太陽能發電受到太陽的光照強度、地面風速和天氣能見度等因素的影響，無法提供穩定地電力供應。如果能夠採用蓄能裝置，將多餘的能量儲存起來，供太陽能電站在發電能力下降時使用，則可以有效地解決這一問題，促進新能源的大力發展。
[0003]太陽能熱發電利用集熱器反射光線到聚焦點上獲得的高溫，加熱聚焦點處流過的流體到300°C左右，該高溫流體可用於電站發電。要想蓄積多餘的熱量，可以採用混凝土堆。國內外利用混凝土和鋼管制造出了一種混凝土蓄熱器，通過混凝土的溫升蓄積太陽能集熱器所收集到的多餘的熱量。
[0004]混凝土蓄熱材料相比之前採用的熔融鹽，成本已經大幅度降低，但是混凝土容易開裂，多次使用後混凝土與鋼管間的縫隙過大，會導致無法有效蓄熱。此外，混凝土蓄熱器一次澆灌成型後無法移動和拆解，不利於安裝調試。
【發明內容】
[0005]本實用新型針對現有太陽能熱發電蓄熱系統的缺陷，提出了一種廉價的利用混凝土和砂礫作為蓄熱材料的太陽能顯熱蓄熱器，避免了混凝土與鋼管直接接觸後容易開裂的問題，同時進一步降低了蓄熱成本。
[0006]本實用新型採用的技術方案為:
[0007]蓄熱器殼體內按蜂窩狀等間距布置多根不鏽鋼管；各不鏽鋼管外分別包覆蓄熱填料層，蓄熱填料層由內到外依次為黏土層和混凝土層；混凝土層通過鋼絲綑紮固定在黏土層外；黏土層分別與不鏽鋼管、混凝土層緊密接觸；各不鏽鋼管的蓄熱填料層之間空隙為砂礫填充區。
[0008]所述黏土層和混凝土層為環狀，且混凝土層分為四個弧段，各弧段間留有空隙。
[0009]所述不鏽鋼管的外徑為12mm,黏土層的半徑20mm ;混凝土層的半徑為80mm,混凝土層兩相鄰弧段的間隙為3_。
[0010]所述不鏽鋼管的數量為100-150根，不鏽鋼管的長度為8-10m，相鄰的不鏽鋼管間距為 15-30cm。
[0011]所述蓄熱器殼體的橫截面為正方形。
[0012]本實用新型的有益效果為:
[0013](I)通過黏土層分隔混凝土層和不鏽鋼管，使得二者之間的換熱形成一個緩衝區，混凝土層和不鏽鋼管間不會形成大的孔隙，避免了蓄熱效果變差。
[0014](2)混凝土層外側填充砂礫，作為隔熱層。利用砂礫的廉價特性和散熱相對較差的特點，節約了混凝土的使用量，同時減少了對外散熱。
[0015](3)由於不鏽鋼管和混凝土相對獨立，可以單元化安裝，不需要預先成型，減輕了施工難度。該蓄熱器既可以大規模埋置在沙漠中，方便電廠蓄熱；也可以小規模應用於廢棄的遊泳池，水坑等小型區域，便於居民區利用熱能。
[0016](4)採用分層布置方式，使蓄熱器在最大限度蓄熱的同時，進一步降低成本，並避免了長期反覆使用造成的開裂問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的整體結構的截面示意圖。
[0018]圖2為單個鋼管及其周圍的蓄熱填料布置示意圖。
[0019]圖中標號:
[0020]1-高溫流體；2_不鏽鋼管；3_填料區域；4_黏土層；5_混凝土層；6_砂礫填充區。
【具體實施方式】
[0021]本實用新型提供了一種基於混凝土和砂礫蓄熱材料的太陽能顯熱蓄熱器，下面結合附圖和【具體實施方式】對其做進一步說明。
[0022]如圖1所示，蓄熱器殼體內按蜂窩狀等間距布置100-150根不鏽鋼管2，不鏽鋼管2的長度為8-10m，相鄰的不鏽鋼管間距s為20cm。蓄熱器殼體內各不鏽鋼管2之間為填料區域3。蓄熱器殼體的橫截面為正方形,便於施工。
[0023]各不鏽鋼管2外分別包覆蓄熱填料層，蓄熱填料層由內到外依次為環狀的黏土層4和混凝土層5 ;黏土層4壓緊後，混凝土層5通過鋼絲綑紮固定在黏土層4外，每隔50cm綑紮一道，以使其連接緊固；各不鏽鋼管2的蓄熱填料層之間空隙為砂礫填充區6。混凝土層5也為環狀，且混凝土層5分為四個弧段，各弧段間留有空隙。
[0024]本實施例中，不鏽鋼管2的外徑為12mm,厚度為1-1.5mm ;黏土層4的半徑Rl為20mm ;混凝土層5的半徑R2為80mm,混凝土層5兩相鄰弧段的間隙為3mm。
[0025]工作時，從太陽能集熱器中流出的溫度在200_300°C的高溫流體I從不鏽鋼管2內流過，其散發的熱量由黏土層4、混凝土層5及砂礫儲存蓄熱，並在太陽能不夠時釋放出來。
【權利要求】
1.一種太陽能顯熱蓄熱器，其特徵在於，蓄熱器殼體內按蜂窩狀等間距布置多根不鏽鋼管(2);各不鏽鋼管(2)外分別包覆蓄熱填料層，蓄熱填料層由內到外依次為黏土層(4)和混凝土層(5);混凝土層(5)通過鋼絲綑紮固定在黏土層(4)外；各不鏽鋼管(2)的蓄熱填料層之間空隙為砂礫填充區(6)。
2.根據權利要求1所述的一種太陽能顯熱蓄熱器，其特徵在於，所述黏土層(4)和混凝土層(5)為環狀，且混凝土層(5)分為四個弧段，各弧段間留有空隙。
3.根據權利要求1所述的一種太陽能顯熱蓄熱器，其特徵在於，所述不鏽鋼管(2)的數量為100-150根，不鏽鋼管⑵的長度為8-10m，相鄰的不鏽鋼管間距為15-30cm。
4.根據權利要求1所述的一種太陽能顯熱蓄熱器，其特徵在於，所述蓄熱器殼體的橫截面為正方形。
5.根據權利要求2所述的一種太陽能顯熱蓄熱器，其特徵在於，所述不鏽鋼管(2)的外徑為12mm,黏土層⑷的半徑20mm;混凝土層(5)的半徑為80mm,混凝土層(5)兩相鄰弧段的間隙為3mm。
【文檔編號】F28D20/00GK204084906SQ201420577343
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月8日 優先權日:2014年10月8日
【發明者】侯宏娟, 漢京曉, 李沛文, 楊勇平 申請人:華北電力大學