一種利用固體粒塊實(shí)現(xiàn)傳熱的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱能利用，特別是采用固體粒塊實(shí)現(xiàn)高溫的熱能傳熱、儲(chǔ)存、交換和利用的方法，特別是太陽能聚焦光熱利用中的熱能采集、傳熱、蓄熱方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于低溫傳熱，普遍采用水作為傳熱介質(zhì)，對(duì)比100-300度的傳熱，普遍采用導(dǎo)熱油，對(duì)比高于300度的熱能傳遞，采用熔融鹽以及氣體進(jìn)行傳熱，但是熔融鹽基本上適應(yīng)于300-600度，更高的溫度采用氣體進(jìn)行傳熱，但是氣體的熱熔很小，傳熱效率很差。
[0003]蓄熱器是對(duì)熱能進(jìn)行儲(chǔ)存的設(shè)備，現(xiàn)有的蓄熱器為蒸汽型和液體蓄熱器；
[0004]在工業(yè)節(jié)能領(lǐng)域，將余熱進(jìn)行回收并儲(chǔ)存，通常采用相變技術(shù)進(jìn)行蓄熱，在低溫領(lǐng)域采用蓄冰技術(shù)實(shí)現(xiàn)蓄熱；
[0005]在太陽能領(lǐng)域，采用熔融鹽傳熱、蓄熱，雖然熔融鹽可以實(shí)現(xiàn)高溫的儲(chǔ)存，但是由于其需要從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w，因而需要熱能將其加熱，同時(shí)熔融鹽的毒性、經(jīng)濟(jì)型、安全性也存在問題，因而熔融鹽蓄熱的使用受到限制。
[0006]在太陽能領(lǐng)域，也采用空氣或其他氣體進(jìn)行傳熱、蓄熱，但其熱熔小，無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的熱能存儲(chǔ)。
[0007]蓄能電站采用電能進(jìn)行儲(chǔ)存，特別是風(fēng)電及光伏組成的電能，由于其無法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存，因而不得不大量的拋棄，造成大量的浪費(fèi)。如果采用熱能進(jìn)行儲(chǔ)存，需要具備大功率的存儲(chǔ)能力的儲(chǔ)存器。
[0008]采用固體進(jìn)行傳熱，由于固體在高溫狀態(tài)下，沒有大的體積變化，同時(shí)沒有氣體的壓力以及危險(xiǎn)，安全可靠，同時(shí)可以比氣體具備高的熱熔，因而固體成為高溫傳熱的首選，但是如何利用固體進(jìn)行傳熱，需要解決具體的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種利用固體粒塊實(shí)現(xiàn)傳熱的方法，可以實(shí)現(xiàn)高溫、大規(guī)模、低成本、高效率的傳熱、蓄熱，并適合于10-1500度的溫度的傳熱、蓄熱。其具體方法是采用固體粒塊將熱能進(jìn)行傳遞，采用將固體粒塊與高溫?zé)嵩催M(jìn)行換熱，后將固體粒塊運(yùn)送到使用的區(qū)域，再將固體粒塊的熱能與低溫?zé)嵩催M(jìn)行換熱，實(shí)現(xiàn)利用固體粒塊進(jìn)行換熱。
[0010]本發(fā)明的一種利用固體粒塊實(shí)現(xiàn)傳熱的方法，主要是解決困擾太陽能高溫傳熱的技術(shù)難題，本發(fā)明人采用將固體粒塊采用太陽能采集系統(tǒng)進(jìn)行加熱，后經(jīng)傳輸系統(tǒng)將固體粒塊從采集地點(diǎn)傳送到運(yùn)輸?shù)攸c(diǎn)，然后，將固體粒塊運(yùn)輸?shù)叫枰牡貐^(qū)，再將其與低溫?zé)嵩催M(jìn)行換熱，實(shí)現(xiàn)使用固體粒塊進(jìn)行太陽能采集、傳遞、交換的目的。
[0011]具體
【發(fā)明內(nèi)容】
如下:
[0012]一種利用固體粒塊實(shí)現(xiàn)傳熱的方法，包括高溫?zé)嵩?、低溫?zé)嵩?、傳送系統(tǒng)、固體粒塊，其特征是:采用下列步驟實(shí)現(xiàn)利用固體粒塊進(jìn)行適合于-50度到1500度范圍的傳熱:
[0013]A、選取適當(dāng)?shù)墓腆w粒塊；
[0014]B、將固體粒塊與高溫?zé)嵩催M(jìn)行換熱；
[0015]C、利用固體粒塊傳送設(shè)備，將固體粒塊從一個(gè)地點(diǎn)傳送到另外一個(gè)地點(diǎn)；
[0016]D、將固體粒塊的與低溫?zé)嵩催M(jìn)行換熱，將熱能交換給低溫?zé)嵩矗?br>[0017]E、將與低溫?zé)嵩磽Q熱后的固體粒塊與高溫?zé)嵩丛俅芜M(jìn)行換熱，再繼續(xù)按照步驟B\C\D進(jìn)行循環(huán)，實(shí)現(xiàn)固體粒塊循環(huán)傳熱。
[0018]在步驟B之后先利用固體粒塊傳送設(shè)備，將固體粒塊從一個(gè)地點(diǎn)蓄熱，將熱能進(jìn)行儲(chǔ)存，然后再將固體粒塊從一個(gè)蓄熱地點(diǎn)傳送到另外一個(gè)使用地點(diǎn)。
[0019]在進(jìn)行步驟B時(shí)，利用太陽能轉(zhuǎn)換為熱能的設(shè)備與固體粒塊進(jìn)行換熱，使固體粒塊進(jìn)行加熱，即利用固體粒塊儲(chǔ)存太陽能的轉(zhuǎn)換的熱能。
[0020]所述的太陽能轉(zhuǎn)換為熱能的設(shè)備太陽能聚焦跟蹤設(shè)備，選擇槽式、塔式、碟式、菲涅爾鏡式及其組合。
[0021]在步驟B或者C后，設(shè)置有步驟F，將固體粒塊放置在一個(gè)可以保溫的區(qū)域或箱體或者換熱器內(nèi)，進(jìn)行熱量儲(chǔ)存；從而實(shí)現(xiàn)利用固體粒塊進(jìn)行傳熱換熱蓄熱。
[0022]步驟C所述的固體粒塊傳送設(shè)備包括固體粒塊蓄熱器、傳送帶、傳送車、傳送料斗中的一種或多種。
[0023]所述的固體粒塊由由金屬或非金屬或其混合物組成的固體粒塊；
[0024]固體粒塊的形狀為圓形、多邊形、菱形、扇形、柱形、對(duì)面體、不規(guī)則面體。
[0025]采用本發(fā)明的技術(shù)方案可產(chǎn)生如下的有益效果:
[0026]1、本發(fā)明采用固體粒塊，可以實(shí)現(xiàn)10-1500度的熱能傳遞和儲(chǔ)存，安全可靠；
[0027]2、本發(fā)明可以有效的解決了采用固體粒塊實(shí)現(xiàn)高溫?zé)崮軅魉偷哪康摹?br>[0028]3、本發(fā)明可以有效的解決了采用固體粒塊實(shí)現(xiàn)太陽能高溫?zé)崮軅魉偷哪康摹?br>[0029]4、本發(fā)明可以應(yīng)用于工業(yè)余熱、太陽能、地?zé)?、生物質(zhì)等多種應(yīng)用。
【附圖說明】
[0030]圖1是一種用于固體粒塊實(shí)現(xiàn)傳熱的方法的流程示意圖；
[0031]圖2是一種用于固體粒塊實(shí)現(xiàn)傳熱換熱蓄熱的方法的流程示意圖；
[0032]圖3是一種用于固體粒塊實(shí)現(xiàn)將太陽能采集傳熱的方法的流程示意圖。
[0033]具體附圖標(biāo)號(hào)含義在【具體實(shí)施方式】中進(jìn)行說明。
【具體實(shí)施方式】
[0034]圖1 一種用于固體粒塊實(shí)現(xiàn)傳熱的方法
[0035]采用下列方法實(shí)現(xiàn)利用固體粒塊進(jìn)行適合于-50度到1500度范圍的傳熱:
[0036]A、選取鋼廠鋼渣70%，銅礦粉20%，石墨粉3%，三氧化二鋁7%組成，將其混合后成型，六邊形柱內(nèi)設(shè)置有一個(gè)圓形通道，采用多個(gè)六邊形柱體組成固體粒塊；
[0037]B、將固體粒塊與高溫排出的鋼渣進(jìn)行換熱，將多個(gè)六邊形柱體與鋼爐排出的鋼渣進(jìn)行混合換熱；
[0038]C、將多個(gè)六邊形柱體利用運(yùn)輸車從鋼廠運(yùn)輸?shù)浇ㄖ崃φ荆?br>[0039]D、采用流體將六邊形柱的熱能進(jìn)行交換，將高溫?zé)崮苓M(jìn)行發(fā)電，其余熱用于供暖。
[0040]圖2 —種用于固體粒塊實(shí)現(xiàn)傳熱換熱蓄熱的方法[0041 ] A、選取電廠煤灰30%，金礦尾礦粉65%，石墨粉5%組成，將其混合后成型，并對(duì)其進(jìn)行1200度的加熱后成型為圓球體，在圓球體上設(shè)置有空心的通道；
[0042]B、將圓球體利用鍋爐進(jìn)行加熱；
[0043]C、利用汽車將圓球體進(jìn)行運(yùn)輸，從鍋爐房內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存；
[0044]D、將圓球體運(yùn)送到工廠去使用熱能的區(qū)域；
[0045]E、將圓球體與低溫?zé)嵩催M(jìn)行換熱，為LNG站提供熱源；
[0046]F、低溫的圓球體被應(yīng)用送回到鍋爐房內(nèi)循環(huán)使用。
[0047]本實(shí)施例適合于對(duì)具備安全要求的區(qū)域，不能使用鍋爐等解熱裝置，需要遠(yuǎn)距離的進(jìn)行加熱，但是在LNG的使用過程中，需要為其提供熱源才能氣化LNG或者為其提供熱能的動(dòng)力，顯然此種的技術(shù)采用固體蓄熱才能解決此類問題。
[0048]圖3 —種用于固體粒塊實(shí)現(xiàn)將太陽能采集傳熱的方法
[0049]如圖3所示:
[0050]采用下列方法實(shí)現(xiàn)利用固體粒塊進(jìn)行適合于-50度到1500度范圍的傳熱:
[0051]A、采用70%的鋼渣，尾礦粉20%硅微粉5%，納米微珠5%組成柱體固體粒塊；
[0052]B、采用碟式系統(tǒng)，將柱體粒塊利用傳送帶輸送到碟式系統(tǒng)的光熱轉(zhuǎn)換器上的焦點(diǎn)部位，將柱體加熱到800度；
[0053]C、利用傳送帶將柱體傳送到地面的蓄熱器內(nèi)，將柱體全部裝入到蓄熱器內(nèi)，將蓄熱器運(yùn)送到發(fā)電機(jī)組站內(nèi)；
[0054]D、將多個(gè)采集的蓄熱器進(jìn)行與發(fā)電工作介質(zhì)進(jìn)行換熱，為發(fā)電機(jī)組提供發(fā)電所用的蒸汽；
[0055]E、使用蓄熱器將柱體運(yùn)輸?shù)降讲杉到y(tǒng)中，再次將柱體進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)固體粒塊循環(huán)傳熱。
[0056]本案例可以應(yīng)用于太陽能聚焦跟蹤設(shè)備，可以選擇槽式、塔式、碟式、菲涅爾鏡式為太陽能加熱設(shè)備。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的原理及結(jié)構(gòu)，可以設(shè)計(jì)其他的實(shí)施案例，只要符合本發(fā)明的原理及結(jié)構(gòu)，都屬于本發(fā)明的實(shí)施。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用固體粒塊實(shí)現(xiàn)傳熱的方法，包括高溫?zé)嵩?、低溫?zé)嵩础魉拖到y(tǒng)、固體粒塊，其特征是:采用下列步驟實(shí)現(xiàn)利用固體粒塊進(jìn)行適合于-50度到1500度范圍的傳熱: A、選取適當(dāng)?shù)墓腆w粒塊； B、將固體粒塊與高溫?zé)嵩催M(jìn)行換熱； C、利用固體粒塊傳送設(shè)備，將固體粒塊從一個(gè)地點(diǎn)傳送到另外一個(gè)地點(diǎn)； D、將固體粒塊的與低溫?zé)嵩催M(jìn)行換熱，將熱能交換給低溫?zé)嵩矗? E、將與低溫?zé)嵩磽Q熱后的固體粒塊與高溫?zé)嵩丛俅芜M(jìn)行換熱，再繼續(xù)按照步驟B\C\D進(jìn)行循環(huán)，實(shí)現(xiàn)固體粒塊循環(huán)傳熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用固體粒塊實(shí)現(xiàn)傳熱的方法，其特征是:在步驟B之后先利用固體粒塊傳送設(shè)備，將固體粒塊從一個(gè)地點(diǎn)蓄熱，將熱能進(jìn)行儲(chǔ)存，然后再將固體粒塊從一個(gè)蓄熱地點(diǎn)傳送到另外一個(gè)使用地點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用固體粒塊實(shí)現(xiàn)傳熱的方法，其特征是:在進(jìn)行步驟B時(shí)，利用太陽能轉(zhuǎn)換為熱能的設(shè)備與固體粒塊進(jìn)行換熱，使固體粒塊進(jìn)行加熱，即利用固體粒塊儲(chǔ)存太陽能的轉(zhuǎn)換的熱能。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種利用固體粒塊實(shí)現(xiàn)傳熱的方法，其特征是:所述的太陽能轉(zhuǎn)換為熱能的設(shè)備太陽能聚焦跟蹤設(shè)備，選擇槽式、塔式、碟式、菲涅爾鏡式及其組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用固體粒塊實(shí)現(xiàn)傳熱的方法，其特征是:在步驟B或者C后，設(shè)置有步驟F，將固體粒塊放置在一個(gè)可以保溫的區(qū)域或箱體或者換熱器內(nèi)，進(jìn)行熱量儲(chǔ)存；從而實(shí)現(xiàn)利用固體粒塊進(jìn)行傳熱換熱蓄熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用固體粒塊實(shí)現(xiàn)傳熱的方法，其特征是:步驟C所述的固體粒塊傳送設(shè)備包括固體粒塊蓄熱器、傳送帶、傳送車、傳送料斗中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用固體粒塊實(shí)現(xiàn)傳熱的方法，其特征是:所述的固體粒塊由由金屬或非金屬或其混合物組成的固體粒塊； 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用固體粒塊實(shí)現(xiàn)傳熱的方法，其特征是:固體粒塊的形狀為圓形、多邊形、菱形、扇形、柱形、對(duì)面體、不規(guī)則面體。
【專利摘要】本發(fā)明的目的是提供一種利用固體粒塊實(shí)現(xiàn)傳熱的方法，可以實(shí)現(xiàn)高溫、大規(guī)模、低成本、高效率的傳熱、蓄熱，并適合于10-1500度的溫度的傳熱、蓄熱。其具體方法是采用固體粒塊將熱能進(jìn)行傳遞，采用將固體粒塊與高溫?zé)嵩催M(jìn)行換熱，后將固體粒塊運(yùn)送到使用的區(qū)域，再將固體粒塊的熱能與低溫?zé)嵩催M(jìn)行換熱，實(shí)現(xiàn)利用固體粒塊進(jìn)行換熱。本發(fā)明主要是解決困擾太陽能高溫傳熱的技術(shù)難題，本發(fā)明人采用將固體粒塊采用太陽能采集系統(tǒng)進(jìn)行加熱，后經(jīng)傳輸系統(tǒng)將固體粒塊從采集地點(diǎn)傳送到運(yùn)輸?shù)攸c(diǎn)，然后，將固體粒塊運(yùn)輸?shù)叫枰牡貐^(qū)，再將其與低溫?zé)嵩催M(jìn)行換熱，實(shí)現(xiàn)使用固體粒塊進(jìn)行太陽能采集、傳遞、交換的目的。
【IPC分類】F24J2-34, F28D20-00
【公開號(hào)】CN104654624
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310574086
【發(fā)明人】李建民
【申請(qǐng)人】成都奧能普科技有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2013年11月17日