固體電蓄熱裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種固體電蓄熱裝置，包括有保溫殼體、承重墻體、電阻加熱器組、蓄熱體、熱循環(huán)系統(tǒng)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)，其技術(shù)要點(diǎn)是：在保溫殼體內(nèi)由承重墻體建立的每個(gè)空間內(nèi)，安裝有電源直接供電的電阻加熱器組，該電阻加熱器組由若干個(gè)電阻加熱單元串聯(lián)連接而成；基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)由電纜溝、承重墻體、地基構(gòu)成；蓄熱體是由長(zhǎng)方體組件陣列構(gòu)成，長(zhǎng)方體組件是由內(nèi)部安裝蓄熱材料的鑄鐵或耐熱鋼構(gòu)成；熱循環(huán)系統(tǒng)是設(shè)置在保溫殼體外表的循環(huán)通道、熱交換器、風(fēng)量調(diào)節(jié)器、風(fēng)機(jī)部件經(jīng)密封連接構(gòu)成的閉環(huán)空氣管道，可以完成向熱用戶輸出熱能。比利用現(xiàn)有技術(shù)制造的固體電蓄熱裝置，可以減小設(shè)備體積，降低電加熱部件成本，避免了蓄熱體帶電。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
固體電蓄熱裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種電蓄熱技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種由66kv?500kV電壓等級(jí)直接供電的固體電蓄熱裝置。該發(fā)明能將電能轉(zhuǎn)換成熱能存儲(chǔ)在固體蓄熱體中并能控制熱水、熱風(fēng)、蒸汽輸出。
【背景技術(shù)】
[0002 ]近年來(lái)，隨著電力工業(yè)的快速發(fā)展，在國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)越來(lái)越多的核電站系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)隨著裝機(jī)容量逐年的擴(kuò)大，電網(wǎng)調(diào)峰矛盾也日益突出。在冬季北方擔(dān)負(fù)供暖任務(wù)的熱電聯(lián)產(chǎn)火電機(jī)組以供暖熱需求來(lái)定發(fā)電量。當(dāng)供暖的熱需求增加時(shí)導(dǎo)致熱電聯(lián)產(chǎn)火電機(jī)組上網(wǎng)電量的增加，經(jīng)常出現(xiàn)單憑熱電聯(lián)產(chǎn)火電廠的上網(wǎng)電量就可以滿足低谷期電網(wǎng)負(fù)荷的需求。為了平衡電網(wǎng)一邊只好關(guān)閉核電、風(fēng)電機(jī)組造成棄風(fēng)、棄核，浪費(fèi)大量的清潔能源;為了生產(chǎn)、生活用熱，一邊還要熱源廠散燒燃煤制熱，造成空氣污染。若用固體電蓄熱裝置吸納棄風(fēng)、棄核電能轉(zhuǎn)換成熱能存儲(chǔ)在固體蓄熱體中，為生產(chǎn)、生活提供熱源，是平衡電網(wǎng)優(yōu)化電能利用，減少化石能源燃燒的有效辦法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型針對(duì)上述存在的問(wèn)題提供一種固體電蓄熱裝置，在保溫殼體內(nèi)安裝用66kV?500kV電壓等級(jí)電源直接加熱，經(jīng)水平串聯(lián)接線的電阻加熱器組和安裝用鑄鐵、耐熱鋼、復(fù)合無(wú)機(jī)材料制成的蓄熱體;在保溫殼體外還設(shè)有熱循環(huán)系統(tǒng)，將保溫殼體內(nèi)的熱能制成熱水、熱風(fēng)、蒸汽輸出給熱用戶。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]—種固體電蓄熱裝置，它包括有保溫殼體、承重墻體、電阻加熱器組、蓄熱體、熱循環(huán)系統(tǒng)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)，其特征在于:在保溫殼體內(nèi)由承重墻體建立的每個(gè)空間內(nèi)，安裝有采用66kV?500kV電壓等級(jí)電源直接供電的電阻加熱器組，該電阻加熱器組由若干個(gè)電阻加熱單元串聯(lián)連接而成，電阻加熱單元由基座、均壓支架、電阻加熱元件構(gòu)成，基座是用金屬及絕緣型材制成的支撐在多根滿足絕緣要求的柱狀電工陶瓷、玻璃棒上或安裝在絕緣材料砌塊之上的平臺(tái)，在基座上設(shè)置有均壓支架，在均壓支架上支撐有電阻加熱元件；基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)由電纜溝、承重墻體、地基構(gòu)成;蓄熱體是由長(zhǎng)方體或正方體組件分層陣列安裝構(gòu)成，長(zhǎng)方體或正方體組件是由內(nèi)部安裝復(fù)合無(wú)機(jī)蓄熱材料的鑄鐵或耐熱鋼型材構(gòu)成;所述熱循環(huán)系統(tǒng)包括設(shè)置在保溫殼體外部的循環(huán)通道，以及設(shè)置在循環(huán)通道上的熱交換器、風(fēng)機(jī)及風(fēng)量調(diào)節(jié)器部件，所述循環(huán)通道兩端分別與保溫殼體內(nèi)上部的高溫空氣腔以及保溫殼體內(nèi)下部的均風(fēng)管道相連通。
[0006]所述的電阻加熱器組是由若干個(gè)電阻加熱單元水平串聯(lián)連接而成的。
[0007]所述帶電動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的風(fēng)量調(diào)節(jié)器設(shè)置在熱交換器的進(jìn)風(fēng)口或出風(fēng)口處。風(fēng)量調(diào)節(jié)器是用于調(diào)節(jié)流通熱交換器風(fēng)量的裝置;風(fēng)量調(diào)節(jié)器一般安裝在熱交換器的出風(fēng)口處。
[0008]所述的承重墻體是設(shè)在保溫殼體內(nèi)，建立電阻加熱器組工作空間并支撐蓄熱體重量，耐受100 0C或以上高溫的砌筑或澆注成型的構(gòu)件。
[0009]所述的均壓支架是指電工陶瓷、玻璃或云母制成的桿狀體。
[0010]所述的電阻元件是由電熱絲、電熱片或電熱管高溫電阻材料制成。
[0011]所述的復(fù)合無(wú)機(jī)蓄熱材料是由金屬氧化物及鹽類(lèi)、堿類(lèi)相變材料配伍制成的在蓄熱體850°C以下工作溫度區(qū)間內(nèi)，具有相變蓄熱特性或不具有相變特性的燒結(jié)塊、燒結(jié)球、澆筑砌塊。
[0012]所述的循環(huán)通道是連接在保溫殼體、熱交換器、風(fēng)量調(diào)節(jié)器、風(fēng)機(jī)之間為熱空氣密閉循環(huán)設(shè)置的金屬或耐熱材料構(gòu)成的管道，分高溫管道、低溫管道、旁通管道、均風(fēng)管道。高溫管道是能耐受800°C空氣溫度的T接三通管道結(jié)構(gòu)，其軸線方向兩直通端口，一端通過(guò)保溫殼體連接在蓄熱體的高溫空氣腔內(nèi)，另一端與熱交換器連接;低溫管道是T接三通結(jié)構(gòu)，其軸線方向兩直通端口，一端連接在風(fēng)量調(diào)節(jié)器，另一端與風(fēng)機(jī)引風(fēng)口連接;旁通管道是內(nèi)部帶電動(dòng)風(fēng)門(mén)的金屬管道，連接在同屬三通結(jié)構(gòu)高溫管道與低溫管道的T接管道接口之間；均風(fēng)管道連接在風(fēng)機(jī)出風(fēng)口并插入保溫殼體內(nèi)的電阻加熱器組工作空間。
[0013]所述的控制系統(tǒng)是完成蓄熱電源及熱能管理控制，以PLC為核心的智能控制器。
[0014]本實(shí)用新型有益效果是:
[0015]本實(shí)用新型固體電蓄熱裝置，在66kV以上電壓接入的環(huán)境下，比利用現(xiàn)有技術(shù)，在蓄熱體內(nèi)陣列安裝電熱絲的固體電蓄熱裝置，可以減小設(shè)備體積，降低電加熱部分絕緣成本，避免了蓄熱體帶電。本實(shí)用新型可使用金屬及非電氣絕緣的相變材料做蓄熱體，不考慮蓄熱體的絕緣要求。比氧化鎂、氧化鋁燒結(jié)蓄熱體導(dǎo)熱速度快，尤其是要求大功率蓄熱、放熱的設(shè)備優(yōu)勢(shì)更加明顯。本實(shí)用新型特別適用于火電廠發(fā)電機(jī)組蓄熱式調(diào)峰、風(fēng)場(chǎng)發(fā)電機(jī)組蓄熱式調(diào)峰、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)蓄熱式調(diào)峰、電網(wǎng)低谷期電蓄熱平衡電網(wǎng)。本裝置可做為大功率蓄熱工業(yè)熱源，也可以做為冬季蓄熱供暖熱源。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型固體電蓄熱裝置結(jié)構(gòu)主視圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型固體電蓄熱裝置結(jié)構(gòu)主視圖的右視圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型固體電蓄熱裝置結(jié)構(gòu)主視圖的俯視圖；
[0019]圖4為本實(shí)用新型圖3中的A-A向剖視圖；
[0020]圖5為本實(shí)用新型圖3的B-B向剖視圖。
[0021]圖中，1、保溫殼體，2、承重墻體，3、電工陶瓷，4、條形砌塊，5、平板形砌塊，6、均壓支架，7、均風(fēng)管道，8、長(zhǎng)方體組件，9、長(zhǎng)方體組件端面，10、復(fù)合無(wú)機(jī)蓄熱材料，11、高溫空氣腔，12、熱交換器，13、風(fēng)機(jī)，14、高溫管道，15、低溫管道，16、電纜溝，17、引入電纜，18、零線電纜，19、電阻加熱元件，20、風(fēng)量調(diào)節(jié)器，21、旁通管道，22、地基，23、基座。
[0022]下面將結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但下述的實(shí)例僅僅是本實(shí)用新型其中的例子而已，并不代表本實(shí)用新型所限定的權(quán)利保護(hù)范圍，本實(shí)用新型的權(quán)利保護(hù)范圍以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。
【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)施例1
[0024]本實(shí)用新型固體電蓄熱裝置的結(jié)構(gòu)如圖1?5所示，圖中的I為保溫殼體、2為承重墻體、電阻加熱器組、蓄熱體、熱循環(huán)系統(tǒng)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)，A在保溫殼體內(nèi)由承重墻體建立的每個(gè)空間內(nèi)，安裝有采用66kV?500kV電壓等級(jí)電源直接供電的電阻加熱器組，該電阻加熱器組由若干個(gè)電阻加熱單元水平串聯(lián)連接而成，電阻加熱單元由基座23、均壓支架6、電阻加熱元件19構(gòu)成，所述的基座23是用金屬及絕緣型材制成由多根滿足絕緣要求的柱狀電工陶瓷、玻璃棒支撐的或是安裝在絕緣材料砌塊之上的平臺(tái)，在基座23上設(shè)置有均壓支架6，在均壓支架6上支撐有電阻加熱元件19;基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)由電纜溝16、承重墻體2、地基22構(gòu)成；蓄熱體是由長(zhǎng)方體組件8分層陣列安裝構(gòu)成，長(zhǎng)方體組件8是由內(nèi)部安裝復(fù)合無(wú)機(jī)蓄熱材料10的鑄鐵或耐熱鋼型材構(gòu)成;所述熱循環(huán)系統(tǒng)包括設(shè)置在保溫殼體外部的循環(huán)通道，以及設(shè)置在循環(huán)通道上的熱交換器、風(fēng)機(jī)13及風(fēng)量調(diào)節(jié)器20部件，所述循環(huán)通道兩端分別與保溫殼體內(nèi)上部的高溫空氣腔11以及保溫殼體內(nèi)下部的均風(fēng)管道7相連通。
[0025]所述的電阻加熱器組包括基座23、電工陶瓷3、條形砌塊4、平板形砌塊5、均壓支架
6、電阻元件19組成，電阻加熱器組設(shè)置在保溫殼體I內(nèi)承重墻體2建立的空間中，確保電阻元件19在加熱工作期間不會(huì)發(fā)生對(duì)承重墻體2和長(zhǎng)方體組件8放電現(xiàn)象。均壓支架6在電阻元件19通電發(fā)熱工作中具有良好的絕緣性。電阻元件19安裝在均壓支架6上，經(jīng)多組并聯(lián)、串聯(lián)的方式構(gòu)成電阻加熱單元。多組電阻加熱單元經(jīng)串聯(lián)連接構(gòu)成電阻加熱器組。蓄熱體包括長(zhǎng)方體組件8、長(zhǎng)方體組件端面9、復(fù)合無(wú)機(jī)蓄熱材料10、高溫空氣腔11，蓄熱體橫擔(dān)在多個(gè)承重墻體2之間的上端面，長(zhǎng)方體組件8在高溫狀態(tài)下應(yīng)具有承受懸空抗彎力，能在850°(:蓄熱溫度下承受內(nèi)部安裝復(fù)合無(wú)機(jī)蓄熱材料10(如:氧化鎂、氧化鋁磚)的重力，保持蓄熱體的穩(wěn)定性。以多個(gè)承重墻體2之間構(gòu)成的平面為基礎(chǔ)，等間隙分層牢固擺放長(zhǎng)方體組件8，其中奇數(shù)層以垂直于承重墻體2軸線方向橫擔(dān)在承重墻體2上端面，偶數(shù)層以平行于承重墻體2軸線方向橫擔(dān)在奇數(shù)層長(zhǎng)方體組件8上，依次反復(fù)層疊完成蓄熱體的安裝。電阻元件19發(fā)出的熱量沿著長(zhǎng)方體組件8之間的間隙向上傳遞，熱能在傳遞的過(guò)程中被蓄熱體吸收。保溫殼體I使蓄熱體的熱能損耗以每天小于5%的量值保存在蓄熱體中。當(dāng)裝置需要向用戶供熱時(shí)首先開(kāi)啟風(fēng)量調(diào)節(jié)器20關(guān)閉旁通管道21內(nèi)的風(fēng)門(mén)再開(kāi)啟熱循環(huán)系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)13，使蓄熱體上端的高溫空氣腔11的熱能經(jīng)高溫管道14的軸線方向兩直通管道送入熱交換器12，熱空氣對(duì)熱交換器12中傳熱介質(zhì)做功。熱交換器12里降溫后的空氣經(jīng)風(fēng)量調(diào)節(jié)器20、低溫管道15的軸線方向兩直通管道送入風(fēng)機(jī)13的引風(fēng)口，風(fēng)機(jī)13克服熱循環(huán)系統(tǒng)阻力后將降溫后的空氣從出風(fēng)口送入均風(fēng)管道7，均風(fēng)管道7在通過(guò)保溫殼體I插入電阻加熱器組工作空間的部分開(kāi)有均風(fēng)孔，使均風(fēng)管道7在電阻加熱器組工作空間內(nèi)的出風(fēng)均勻。熱循環(huán)系統(tǒng)裸露的外表面均帶有保溫層，避免熱能損耗。當(dāng)裝置不需要向用戶供熱時(shí)，首先開(kāi)啟旁通管道21內(nèi)的風(fēng)門(mén)再關(guān)閉風(fēng)量調(diào)節(jié)器20防止熱空氣流入熱交換器12，在蓄熱工作狀態(tài)時(shí)風(fēng)機(jī)13驅(qū)動(dòng)電阻加熱器組工作空間內(nèi)的空氣流動(dòng)，帶動(dòng)電阻元件19發(fā)出的熱量向上傳遞，熱循環(huán)空氣流經(jīng)旁通管道21不進(jìn)入熱交換器12做功。本裝置安裝在地基22之上，由控制系統(tǒng)自動(dòng)完成數(shù)據(jù)采集、蓄熱、放熱工作狀態(tài)運(yùn)行調(diào)節(jié)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種固體電蓄熱裝置，它包括有保溫殼體、承重墻體、電阻加熱器組、蓄熱體、熱循環(huán)系統(tǒng)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)，其特征在于:在保溫殼體內(nèi)由承重墻體建立的每個(gè)空間內(nèi)，安裝有采用66kV?500kV電壓等級(jí)電源直接供電的電阻加熱器組，該電阻加熱器組由若干個(gè)電阻加熱單元串聯(lián)連接而成，電阻加熱單元由基座、均壓支架、電阻加熱元件構(gòu)成，基座是用金屬及絕緣型材制成的支撐在多根滿足絕緣要求的柱狀電工陶瓷、玻璃棒上或安裝在絕緣材料砌塊之上的平臺(tái)，在基座上設(shè)置有均壓支架，在均壓支架上支撐有電阻加熱元件;基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)由電纜溝、承重墻體、地基構(gòu)成；蓄熱體是由長(zhǎng)方體或正方體組件分層陣列安裝構(gòu)成，長(zhǎng)方體或正方體組件是由內(nèi)部安裝復(fù)合無(wú)機(jī)蓄熱材料的鑄鐵或耐熱鋼型材構(gòu)成;所述熱循環(huán)系統(tǒng)包括設(shè)置在保溫殼體外部的循環(huán)通道，以及設(shè)置在循環(huán)通道上的熱交換器、風(fēng)機(jī)及風(fēng)量調(diào)節(jié)器部件，所述循環(huán)通道兩端分別與保溫殼體內(nèi)上部的高溫空氣腔以及保溫殼體內(nèi)下部的均風(fēng)管道相連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體電蓄熱裝置，其特征在于:所述的電阻加熱器組是由若干個(gè)電阻加熱單元水平串聯(lián)連接而成的。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體電蓄熱裝置，其特征在于:帶電動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的所述風(fēng)量調(diào)節(jié)器設(shè)置在熱交換器的進(jìn)風(fēng)口或出風(fēng)口處。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體電蓄熱裝置，其特征在于:所述的承重墻體是設(shè)在保溫殼體內(nèi)，建立電阻加熱器組工作空間并支撐蓄熱體重量，耐受1000°C或以上高溫的砌筑或澆注成型的構(gòu)件。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體電蓄熱裝置，其特征在于:所述的均壓支架是電工陶瓷、玻璃或云母制成的桿狀體。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體電蓄熱裝置，其特征在于:所述的電阻元件是由電熱絲、電熱片或電熱管高溫電阻材料制成。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體電蓄熱裝置，其特征在于:所述的復(fù)合無(wú)機(jī)蓄熱材料是由金屬氧化物、鹽類(lèi)或堿類(lèi)相變材料配伍制成的在蓄熱體850°C以下工作溫度區(qū)間內(nèi)，具有相變蓄熱特性或不具有相變特性的燒結(jié)塊、燒結(jié)球、澆筑砌塊。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體電蓄熱裝置，其特征在于:所述的循環(huán)通道是連接在保溫殼體、熱交換器、風(fēng)量調(diào)節(jié)器、風(fēng)機(jī)之間為熱空氣密閉循環(huán)設(shè)置的金屬或耐熱材料構(gòu)成的管道，分高溫管道、低溫管道、旁通管道、均風(fēng)管道;高溫管道是耐受800 °C空氣溫度的T接三通結(jié)構(gòu)，其軸線方向兩直通端口，一端通過(guò)保溫殼體連接在蓄熱體的高溫空氣腔內(nèi)，另一端與熱交換器連接;低溫管道是T接三通結(jié)構(gòu)，其軸線方向兩直通端口，一端連接在風(fēng)量調(diào)節(jié)器，另一端與風(fēng)機(jī)引風(fēng)口連接;旁通管道是內(nèi)部帶電動(dòng)風(fēng)門(mén)的金屬管道，連接在同屬三通結(jié)構(gòu)高溫管道與低溫管道的T接管道接口之間；均風(fēng)管道連接在風(fēng)機(jī)出風(fēng)口并插入保溫殼體內(nèi)的電阻加熱器組工作空間。
【文檔編號(hào)】F28D20/00GK205505816SQ201620282607
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月7日
【發(fā)明人】朱建新
【申請(qǐng)人】朱建新