本发明专利技术提供一种无金属换热管道的混凝土蓄热器及混凝土蓄热块的制备方法。该蓄热器它由多个蓄热单元沿竖直方向排列。每个蓄热单元包括沿水平方向排列的多个混凝土蓄热块。每个混凝土蓄热块包括蓄热块本体及无机封孔涂层。蓄热块本体内设置有换热流道。相邻两个蓄热块本体的换热流道之间相互连通。所述无机封孔涂层设置在换热流道的外壁上。所述无机封孔涂层由活性氧化镁粉、氧化钡、硼酐、氧化铝及硅微粉混合涂覆而成。所述蓄热块本体由铝酸盐水泥、硅微粉、碳化硅粉、活性氧化铝粉、铝矾土粉、焦宝石或镁橄榄石、及铜矿渣或钢渣脱模养护而成。该混凝土蓄热器采用无金属管道的换热结构，彻底解决了金属管道的腐蚀性问题，而且成本低，换热效率高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及蓄能材料领域，尤其涉及一种工业领域中温用的无金属换热管道的混凝土蓄热器及混凝土蓄热块的制备方法。
技术介绍
能源是人类用以维持生存活动的能量来源，目前我国消耗的能源主要来自于煤炭、石油、天然气等不可再生矿物能源。随着社会的发展，人类对能源的需求越来越大。目前常用的能源主要来自化石原料，大量使用化石能源不但影响社会的可持续发展，也带来了严重的环境污染问题。降低能源的消耗，提高能源利用效率对社会的可持续发展具有重要的现实意义。目前我国是制造业大国，每年钢铁、石化、建材、轻纺等行业产生大量的余热，提高余热利用率，可以有效的降低能源消耗。利用好工业用余热是一种较好节能方式，而储热材料的选择对余热利用技术至关重要，储热材料的优劣及成本决定了余热利用技术的推广及运行成本的主要因素之一。目前要求储热材料具有较高的能量密度；储热材料与热交换介质之间应有良好的热传导；化学相容性；力学稳定性；低成本。目前研究储热材料主要为熔融盐(如硝酸盐、硫酸盐等)，但熔融盐有一个较大明显的缺陷，就是其具有较强的腐蚀能力，在使用过程中，对热交换管道和附属设备有极大的腐蚀性，由此增加了余热设备的运营成本，也降低了蓄热系统的安全性和稳定性。文献1(张殿军，康文骏，许殿刚.CN Patent(CN201120029811))涉及到一种常压热水蓄热器系统，其用水作为工作介质，存在结构复杂，应用范围窄，成本高等缺点；文献2(高淳，王国华，张天时等.CN Patent (CN201120002974))涉及一种新型相变蓄热器制造方法，其存在结构复杂，造价高等缺点；文献3 (冯建新CN Patent (CN201020563315))涉及一种带有蓄热器的冶金炉烟气余热回收装置，其也存在结构复杂，造价高等缺点；文献 4 (Bai Fengwu,Xu Cha0.Performance analysis of a two-stage thermal energystorage system using concrete and steam accumulator.Applied Thermal Engineering, 2011，4，(31):2764-2771.)研究了混凝土蓄热器的蓄热能力与混凝土热导率和钢管间距离有关；文献 5 (Juhala Jyri，Pietola Matt1.Hydraulic accumulatoras energy storage.ASME2011Internat1nal Mechanical Engineering Congressand Exposit1n, 2011，11，(6):369-377.)研究了一种水能蓄热器作为储能装置；文献 6 (Kurpaska S.Latala H.Energy analysis of heat surplus storage systemsin plastic tunnels.Renewable Energy，2012，12，(35):2656-2665.)对两种蓄热器的能量储存进行分析研究。文献7 (Pedchenko, Alexander.Barth, EricJ.Design and validat1n of a high energy density elastic accumulatorusing polyurethane.Proceedings of the ASME Dynamic Systems and ControlConference2009, 2009，10，283-290.)研究了一种用聚氨酯材料作为蓄热材料的方法。文献8(杨小平，杨晓西，丁静等.混凝土蓄热装置传热研究.东莞理工学院学报，2012，2，19(1):70-74.)研究了一种混凝土蓄热器的数值模拟，其换热管道依然为金属管道。虽然上述文献对蓄热器进行系统研究，但是存在一定的不足之处，主要表现在结构复杂，采用金属换热管道，不仅体现在材料的成本较高，而且使用过程中对金属管道的腐蚀性而导致更换管道，从而引起运行成本过高等问题，导致蓄热器的造价过高而严重影响其在工程实际中的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供。该混凝土蓄热器采用无金属管道的换热结构，彻底解决了金属管道的腐蚀性问题，而且成本低，换热效率高。本专利技术为解决上述技术问题所采用的方案为:一种无金属换热管道的混凝土蓄热器，它由多个蓄热单元沿竖直方向排列，每个蓄热单元包括沿水平方向排列的多个混凝土蓄热块，每个混凝土蓄热块包括蓄热块本体及无机封孔涂层，所述蓄热块本体内设置有换热流道，相邻两个蓄热块本体的换热流道之间相互连通，所述无机封孔涂层设置在换热流道的外壁上，所述无机封孔涂层由活性氧化镁粉、氧化钡、硼酐、氧化铝及硅微粉混合涂覆而成，所述蓄热块本体由铝酸盐水泥、硅微粉、碳化硅粉、活性氧化铝粉、铝矾土粉、焦宝石或镁橄榄石、及铜矿渣或钢渣脱模养护而成。上述方案中，所述混凝土蓄热器还包括阀门、外部保温层及外部热介质流通管道，所述外部保温层设置在多个蓄热单元的外周，所述阀门用于控制热介质流动或停止并能控制其流量，所述外部热介质流通管道与换热流道相连通。上述方案中，所述蓄热块本体的材料组成的重量比和粒度为:焦宝石或镁橄榄石20?40 %，粒度5?20_ ;铜矿渣或钢渣20?30 %，粒度5?10_ ;铝矾土粉20?35 %，粒度1?5mm ;300目铝酸盐水泥5?10% ；500目硅微粉3?8% ;300目活性氧化铝粉3?8%, 300目碳化娃粉5?8%;所述蓄热块本体的材料组成还包括占上述组分总质量0.3?1.0%的减水剂0.3?1.0%。上述方案中，所述无机封孔涂层的材料组成的重量比和粒度为:200目活性氧化镁粉质量分数为5?10%，200目氧化钡粉质量分数为33?50%，200目硼酐为5?8%，200目氧化铝粉质量分数为2?5%，500目硅微粉为38?55%。上述方案中，所述混凝土蓄热器的温度范围为300?750°C。一种混凝土蓄热块的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤:1)将制备蓄热块本体的材料经干混均匀后，加入占材料总重量4?6%的水，再混合均匀后置于钢模模具中，在常温下放置后脱模，干燥养护，然后烘烤即可得到蓄热块本体，所述蓄热块本体内设置有换热流道；2)将无机封孔材料用15?25%的水搅拌均匀后，涂覆在制备好的蓄热块本体的换热流道的外壁上，得到厚度为1?3_的无机封孔涂层，先通以400?500°C的热空气2-4小时，然后往换热流道通以800?850°C的热空气1?3小时，即可得到混凝土蓄热块。先通以400?500°C的热空气2小时，主要是消除无机封孔材料的内应力，较少裂纹。然后往混凝土蓄热材料内部管道通以800?850°C的热空气1?3小时，主要是形成致密耐高温封孔材料。上述方案中，所述蓄热块本体的材料组成的重量比和粒度为:焦宝石或镁橄榄石20?40 %，粒度5?20_ ;铜矿渣或钢渣20?30 %，粒度5?10_ ;铝矾土粉20?35 %，粒度1?5mm ;300目铝酸盐水泥5?10% ；500目硅微粉3?8% ;300目活性氧化铝粉3?8%, 300目碳化娃粉5?8%;所述蓄热块本体的材料组成还包括占上述组本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无金属换热管道的混凝土蓄热器，其特征在于，它由多个蓄热单元沿竖直方向排列，每个蓄热单元包括沿水平方向排列的多个混凝土蓄热块，每个混凝土蓄热块包括蓄热块本体及无机封孔涂层，所述蓄热块本体内设置有换热流道，相邻两个蓄热块本体的换热流道之间相互连通，所述无机封孔涂层设置在换热流道的外壁上，所述无机封孔涂层由活性氧化镁粉、氧化钡、硼酐、氧化铝及硅微粉混合涂覆而成，所述蓄热块本体由铝酸盐水泥、硅微粉、碳化硅粉、活性氧化铝粉、铝矾土粉、焦宝石或镁橄榄石两者任选其一、及铜矿渣或钢渣两者任选其一通过脱模养护而成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周卫兵，朱教群，李儒光，程晓敏，李元元，原郭丰，唐文学，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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