本实用新型专利技术属于太阳能热发电显热蓄热技术领域，特别涉及一种太阳能显热蓄热器。蓄热器壳体内按蜂窝状等间距布置多根不锈钢管；各不锈钢管外分别包覆蓄热填料层，蓄热填料层由内到外依次为黏土层和混凝土层；混凝土层通过钢丝捆扎固定在黏土层外；各不锈钢管的蓄热填料层之间空隙为砂砾填充区。从太阳能集热器中流出的高温流体，流经蓄热器内的通道蓄热。本实用新型专利技术一方面避免了混凝土与钢管直接接触后容易开裂的问题；另一方面引入了廉价的沙砾材料，进一步降低了蓄热成本，使得太阳能热发电的成本能够进一步降低。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术属于太阳能热发电显热蓄热
，特别涉及一种太阳能显热蓄热器。蓄热器壳体内按蜂窝状等间距布置多根不锈钢管；各不锈钢管外分别包覆蓄热填料层，蓄热填料层由内到外依次为黏土层和混凝土层；混凝土层通过钢丝捆扎固定在黏土层外；各不锈钢管的蓄热填料层之间空隙为砂砾填充区。从太阳能集热器中流出的高温流体，流经蓄热器内的通道蓄热。本技术一方面避免了混凝土与钢管直接接触后容易开裂的问题；另一方面引入了廉价的沙砾材料，进一步降低了蓄热成本，使得太阳能热发电的成本能够进一步降低。【专利说明】一种太阳能显热蓄热器
本技术属于太阳能热发电显热蓄热
，特别涉及一种太阳能显热蓄热器。
技术介绍
在我国，太阳能发电设备的装机容量已接近2000万千瓦，但是太阳能发电受到太阳的光照强度、地面风速和天气能见度等因素的影响，无法提供稳定地电力供应。如果能够采用蓄能装置，将多余的能量储存起来，供太阳能电站在发电能力下降时使用，则可以有效地解决这一问题，促进新能源的大力发展。 太阳能热发电利用集热器反射光线到聚焦点上获得的高温，加热聚焦点处流过的流体到300°C左右，该高温流体可用于电站发电。要想蓄积多余的热量，可以采用混凝土堆。国内外利用混凝土和钢管制造出了一种混凝土蓄热器，通过混凝土的温升蓄积太阳能集热器所收集到的多余的热量。 混凝土蓄热材料相比之前采用的熔融盐，成本已经大幅度降低，但是混凝土容易开裂，多次使用后混凝土与钢管间的缝隙过大，会导致无法有效蓄热。此外，混凝土蓄热器一次浇灌成型后无法移动和拆解，不利于安装调试。 【专利技术内容】 本技术针对现有太阳能热发电蓄热系统的缺陷，提出了一种廉价的利用混凝土和砂砾作为蓄热材料的太阳能显热蓄热器，避免了混凝土与钢管直接接触后容易开裂的问题，同时进一步降低了蓄热成本。 本技术采用的技术方案为: 蓄热器壳体内按蜂窝状等间距布置多根不锈钢管；各不锈钢管外分别包覆蓄热填料层，蓄热填料层由内到外依次为黏土层和混凝土层；混凝土层通过钢丝捆扎固定在黏土层外；黏土层分别与不锈钢管、混凝土层紧密接触；各不锈钢管的蓄热填料层之间空隙为砂砾填充区。 所述黏土层和混凝土层为环状，且混凝土层分为四个弧段，各弧段间留有空隙。 所述不锈钢管的外径为12mm,黏土层的半径20mm ;混凝土层的半径为80mm,混凝土层两相邻弧段的间隙为3_。 所述不锈钢管的数量为100-150根，不锈钢管的长度为8-10m，相邻的不锈钢管间距为 15-30cm。 所述蓄热器壳体的横截面为正方形。 本技术的有益效果为: (I)通过黏土层分隔混凝土层和不锈钢管，使得二者之间的换热形成一个缓冲区，混凝土层和不锈钢管间不会形成大的孔隙，避免了蓄热效果变差。 (2)混凝土层外侧填充砂砾，作为隔热层。利用砂砾的廉价特性和散热相对较差的特点，节约了混凝土的使用量，同时减少了对外散热。 (3)由于不锈钢管和混凝土相对独立，可以单元化安装，不需要预先成型，减轻了施工难度。该蓄热器既可以大规模埋置在沙漠中，方便电厂蓄热；也可以小规模应用于废弃的游泳池，水坑等小型区域，便于居民区利用热能。 (4)采用分层布置方式，使蓄热器在最大限度蓄热的同时，进一步降低成本，并避免了长期反复使用造成的开裂问题。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术的整体结构的截面示意图。 图2为单个钢管及其周围的蓄热填料布置示意图。 图中标号: 1-高温流体；2_不锈钢管；3_填料区域；4_黏土层；5_混凝土层；6_砂砾填充区。 【具体实施方式】 本技术提供了一种基于混凝土和砂砾蓄热材料的太阳能显热蓄热器，下面结合附图和【具体实施方式】对其做进一步说明。 如图1所示，蓄热器壳体内按蜂窝状等间距布置100-150根不锈钢管2，不锈钢管2的长度为8-10m，相邻的不锈钢管间距s为20cm。蓄热器壳体内各不锈钢管2之间为填料区域3。蓄热器壳体的横截面为正方形,便于施工。 各不锈钢管2外分别包覆蓄热填料层，蓄热填料层由内到外依次为环状的黏土层4和混凝土层5 ;黏土层4压紧后，混凝土层5通过钢丝捆扎固定在黏土层4外，每隔50cm捆扎一道，以使其连接紧固；各不锈钢管2的蓄热填料层之间空隙为砂砾填充区6。混凝土层5也为环状，且混凝土层5分为四个弧段，各弧段间留有空隙。 本实施例中，不锈钢管2的外径为12mm,厚度为1-1.5mm ;黏土层4的半径Rl为20mm ;混凝土层5的半径R2为80mm,混凝土层5两相邻弧段的间隙为3mm。 工作时，从太阳能集热器中流出的温度在200_300°C的高温流体I从不锈钢管2内流过，其散发的热量由黏土层4、混凝土层5及砂砾储存蓄热，并在太阳能不够时释放出来。【权利要求】1.一种太阳能显热蓄热器，其特征在于，蓄热器壳体内按蜂窝状等间距布置多根不锈钢管(2);各不锈钢管(2)外分别包覆蓄热填料层，蓄热填料层由内到外依次为黏土层(4)和混凝土层(5);混凝土层(5)通过钢丝捆扎固定在黏土层(4)外；各不锈钢管(2)的蓄热填料层之间空隙为砂砾填充区(6)。2.根据权利要求1所述的一种太阳能显热蓄热器，其特征在于，所述黏土层(4)和混凝土层(5)为环状，且混凝土层(5)分为四个弧段，各弧段间留有空隙。3.根据权利要求1所述的一种太阳能显热蓄热器，其特征在于，所述不锈钢管(2)的数量为100-150根，不锈钢管⑵的长度为8-10m，相邻的不锈钢管间距为15-30cm。4.根据权利要求1所述的一种太阳能显热蓄热器，其特征在于，所述蓄热器壳体的横截面为正方形。5.根据权利要求2所述的一种太阳能显热蓄热器，其特征在于，所述不锈钢管(2)的外径为12mm,黏土层⑷的半径20mm;混凝土层(5)的半径为80mm,混凝土层(5)两相邻弧段的间隙为3mm。【文档编号】F28D20/00GK204084906SQ201420577343【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月8日 优先权日:2014年10月8日 【专利技术者】侯宏娟, 汉京晓, 李沛文, 杨勇平 申请人:华北电力大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太阳能显热蓄热器，其特征在于，蓄热器壳体内按蜂窝状等间距布置多根不锈钢管(2)；各不锈钢管(2)外分别包覆蓄热填料层，蓄热填料层由内到外依次为黏土层(4)和混凝土层(5)；混凝土层(5)通过钢丝捆扎固定在黏土层(4)外；各不锈钢管(2)的蓄热填料层之间空隙为砂砾填充区(6)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：侯宏娟，汉京晓，李沛文，杨勇平，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：新型
国别省市：北京;11
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