蓄热器制造技术

本发明专利技术涉及一种蓄热器，所述蓄热器包括被放置在室(14)中的储能介质(12)的床(11)，所述室包括外壳(34)和放置在所述外壳和所述储能介质之间的保护层(22)，所述保护层(22)与所述储能介质接触，具有大于50mm的最小厚度，且至少部分地包括保护材料，以基于氧化物的重量百分比计，所述保护材料的组成满足：-Fe2O3+Al2O3+CaO+TiO2+SiO2+Na2O+K2O>80％，和-其他氧化物：补充至100％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种蓄热器，所述蓄热器包括被放置在室(14)中的储能介质(12)的床(11)，所述室包括外壳(34)和放置在所述外壳和所述储能介质之间的保护层(22)，所述保护层(22)与所述储能介质接触，具有大于50mm的最小厚度，且至少部分地包括保护材料，以基于氧化物的重量百分比计，所述保护材料的组成满足：-Fe2O3+Al2O3+CaO+TiO2+SiO2+Na2O+K2O>80％，和-其他氧化物：补充至100％。【专利说明】蓄热器
本专利技术涉及一种储热蓄热器，以及涉及一种包括该蓄热器的热装置。
技术介绍
能量(例如，热能)的储存，用来及时改变所述能量的产生和消耗。 热能储存也可用于利用软能源，例如，太阳能，该能源是可再生的，但间歇地形成。能量储存也可用于利用在“非高峰”时间(在该“非高峰”时间期间，电费是最低的)和“高峰”时间(在该“高峰”时间期间，电费是最高的)之间的电价的差异。例如，在产生被储存在热蓄热器中的热能的压缩空气能量储存的情况下，消耗电力的压缩阶段在非高峰时间期间以最低的成本被有利地进行，而产生电力的膨胀阶段在高峰时间期间进行，以便根据需要，以有利的电费，提供可被注入到输电网中的电力。 照惯例，热能被储存在蓄热器的储能介质的填充床中，例如，在卵石床中。 通过传热流体流和蓄热器之间的热交换的储存操作，照惯例被称为“充注阶段”，在充注期间进入蓄热器的传热流体被称为充注传热流体。 热能的传递可引起这些储能介质的温度的增加(明显的储热)和/或这些介质的相变(潜在的储热)。 然后，通过传热流体流和储能介质之间的热交换，所储存的热能可被还原。照惯例，该操作被称为释放阶段，在释放期间进入蓄热器的传热流体被称为释放传热流体，在充注阶段结束和在释放阶段开始之间经过的时间被称为储存时间。 “A review on packed bed solar energy storage systems”， Renewable andSustainable Energy Reviews, 14(2010),第 1059 页-第 1069 页,描述了蓄热器领域的现有技术。 在蓄热器的运行期间，特别当传热流体为潮湿空气时，空气中的水分的冷凝物腐蚀蓄热器的材料。此外，在高压下，存在于空气中的水分会冷凝且与存在的其他冷凝物或污染物混合。于是，其他的冷凝物或污染物可使水变酸，因此是腐蚀性的。这引起蓄热器的使用寿命的显著降低(在工业装置中，该使用寿命应该是长于20年，或甚至长于30年)，因此引起整个成本的增加。 因此，存在增加蓄热器的使用寿命的需求，特别是关于腐蚀性的酸腐蚀，特别在高于350°C、或甚至高于500°C的工作温度下，尤其是对于通过潮湿空气充注的蓄热器。 本专利技术的目的是至少部分地满足该需求。
技术实现思路
根据本专利技术，利用蓄热器、特别是显热蓄热器实现该目的，所述蓄热器包括被放置在室中的储能介质的床，所述室包括外壳和放置在所述外壳和所述储能介质之间的保护层，所述保护层与所述储能介质接触，具有大于50mm的最小厚度，且至少部分地，优选全部地包括保护材料，以基于氧化物的重量百分比计，所述保护材料的组成满足: -Fe203+Al203+Ca0+Ti02+Si02+Na20+K20>80 %，和 -其他氧化物:补充至100%。 专利技术人已发现，根据本专利技术的蓄热器具有更长的使用寿命，特别是在根据本专利技术的应用中，其中，储能介质与酸性液体接触。 在第一实施方式中，保护层的材料或保护材料的组成优选满足: -Fe203+Al203+Si02>80 %，优选 Fe203+Al203+Si02>90 %，和 / 或 -Al203>60 %，优选 Al203>85 %，优选 Al203>95 %，和 / 或 -Fe203〈20%，优选 Fe203〈10%，优选 Fe203〈3%，和 / 或 -Si02〈10 %，优选 Si02〈5 %，优选 Si02〈2 %，和 / 或 -Ca0<2 %，优选 Ca0〈 I %，优选 Ca0〈0.5 %，和 / 或 -Na20+K20〈0.5 %，优选 Na20+K20〈0.3 %，优选 Na20+K20〈0.2 %。 在第二实施方式中，保护材料的组成优选满足: -25 % <Fe203<70 %，优选 Fe2O3MO %，和 -5 % <A1203<30 %，优选 Al203〈20 %，和 -Ca0〈20 %，优选 Ca0>3 %，和 -Ti02〈25%，优选 Ti02>5%，和 -3% <Si02〈50%，优选 Si02>5%和 / 或 Si02〈20%，和 -Na20+K20〈10 %，优选 Na20+K20〈5 %，和 -其他氧化物〈5%，优选其他氧化物〈3 %。 优选地，保护材料的大多数化合物选自氧化铝、铝土矿、尖晶石MgAl2O4、莫来石、黑招.丐石CaAl12O19、钦酸招、及其组合。 甚至更优选地，保护材料具有: -低于20%，优选低于10%，优选低于5%的开孔孔隙度，和 -高于50MPa，优选高于70MPa，优选高于90MPa的压缩强度，和 -高于350°C,优选高于700 °C,优选高于900 V的耐热温度(pyroscopicresistance)。 优选地，保护层的最小厚度大于100mm,优选大于150mm。 优选地，保护层被孔贯穿。 保护层还用来将绝缘层放置在外壳内部，放置在外壳和保护层之间。有利地，绝缘层，如同外壳，被保护层保护。因此，保护层可有助于维持绝缘层在适当的位置。因此，绝缘层的性质(绝缘层的类型、绝缘层的厚度、绝缘层的形式等)不受需要的引导，以抵抗施加于室中的应力。 对于室，特别有利的是包括保护层和绝缘层，这两个层有助于向蓄热器给予高的效率和长的使用寿命。 优选地，绝缘层在外壳和保护层之间延伸，绝缘层的热阻R1大于0.1m2.Κ/Ι，优选大于0.2m2.K/W，优选大于0.3m2.K/W，优选大于0.4m2.K/W，或甚至大于Im2.K/W，或甚至大于1.5m2.K/ff,或甚至大于2m2.K/ff,或甚至大于2.2m2.K/W。 绝缘层包括被称为绝缘材料的材料，或甚至由被称为绝缘材料的材料构成。优选地: -绝缘材料的热导率低于2W/m.K，优选低于1.5ff/m.K，和/或 -绝缘层的机械压缩强度大于IMPa，优选大于2MPa，优选大于5MPa，和/或 -在500°C下所测量的绝缘材料的线性热膨胀系数低于0.5%，优选低于0.4%。 优选地，绝缘层的最小厚度大于150mm，优选大于300mm。 甚至更优选地， -绝缘材料的二氧化硅含量低于50%，优选低于10%，优选低于I%，和/或 -绝缘材料的CaO含量低于10%，优选低于5 %，优选低于2 %，和/或 -绝缘材料的氧化铝含量高于40%，优选高于60 %，优选高于80 %。 优选地，绝缘材料的大多数化合物选自刚玉、尖晶石MgAl2O4、煅烧粘土、莫来石、黑招.丐石CaAl12O19本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄热器，所述蓄热器包括被放置在室(14)中的储能介质(12)的床(11)，所述室包括外壳(34)和放置在所述外壳和所述储能介质之间的保护层(22)，所述保护层与所述储能介质接触，具有大于50mm的最小厚度，且至少部分地包括保护材料，以基于氧化物的重量百分比计，所述保护材料的组成满足：‑Fe2O3+Al2O3+CaO+TiO2+SiO2+Na2O+K2O>80％，和‑其他氧化物：补充至100％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥利维尔·弗朗西，
申请(专利权)人：法商圣高拜欧洲实验及研究中心，
类型：发明
国别省市：法国;FR