用于传热的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于传热的装置，其包括低温热交换器(3)和高温热交换器(5)，所述热交换器(3，5)借助于连接管路相互连接，使得传热介质相继流经所述高温热交换器(5)和所述低温热交换器(3)，在所述连接管路中设置有至少一个滞留时间储存容器(19)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于传热的装置
本专利技术涉及一种用于传热的装置，其包括低温热交换器和高温热交换器，各热交换器借助于连接管路相互连接，使得传热介质相继流经高温热交换器和低温热交换器。
技术介绍
为使热交换器能在它用于使介质过热时有效并高效地运行，通常将至少两个热交换器串联连接，使该介质在一个热交换器中达到沸点以使得产生饱和蒸汽，并且第一热交换器中产生的饱和蒸汽在第二热交换器中过热。该类型的热交换器回路例如用于其中通过过热蒸汽驱动涡轮以用于发电的发电设备中。为了例如在太阳能热力发电设备例如抛物面槽式太阳能发电设备或菲涅尔太阳能发电设备中产生电能，首先借助于照射太阳能在合适的接收器中加热传热介质。为使太阳能热力发电设备高效运行，使用传热介质，例如，可加热至400℃以上的温度的熔融盐。加热后的熔融盐然后用于将水预热、蒸发和过热。采用熔融盐可以使太阳能发电设备即使是在没有太阳照射的情况下——例如在夜间——也能运行。为此目的，将加热后的熔融盐储存在容器中，即使当可获得的太阳照射太小时，也能通过使水蒸发并过热来从容器获取熔融盐。可以使用源自储存系统的具有比从其取出用于将水蒸发和过热的盐熔体的区域低的温度的区域的热盐熔体来将水预热。可通过可设置在一个或多个设备中的一个或多个中间加热级来支持水的蒸发和水蒸气的过热。当在合适的热交换器中放热以将水蒸发和过热之后，熔融盐被导入第二容器中。只要可再次获得足够高的太阳照射，就经接收器将熔融盐从第二容器导出，熔融盐在所述接收器中被重新加热。用于熔融盐的合适的盐例如是碱金属的硝酸盐或亚硝酸盐，例如硝酸钾、亚硝酸钾、硝酸钠或亚硝酸钠或它们的混合物。合适的盐例如是所谓的太阳盐，即一种混合比为60：40的硝酸钠与硝酸钾的混合物。由于在蒸发器中要蒸发的液体的体积因相变而增大，并且此外过热器通常鉴于气体的传热系数低而与蒸发器不同地构造，所以蒸发和过热在两个不同的热交换器中发生。这种情况下，热交换器也可设置在具有高温区段和低温区段的单个设备中。由于盐在接收器中被加热到的高温，可能形成分解产物。分解反应原则上在许多传热介质的情况下是可逆的。然而，在低温下的再生由于两种效应而明显减少。一方面，高挥发性成分例如气体在传热介质中的可溶性有限。如果它们的可溶性极限过度，则分解产物的脱气意味着反应组分不再聚集以用于逆反应，这是因为它们处于不同相态并且相极限的克服例如受扩散阻力妨碍。此问题可通过使热交换器在足够高的压力下运行来解决。另一方面，部分分解的熔融盐的冷却引起再生反应的反应速度下降。通常，反应速度以指数方式取决于温度。在温度迅速下降的情况下，例如由于其功能而在热交换器中常见的，迅速达到再生速度变得如此之低以致于不再可能再生的温度。在多个工作循环中，分解产物可能蓄积到传热介质的特性已以使得其不适于传热的程度改变为止。一种有害的变化例如在于形成过高的腐蚀性。例如，如果采用硝酸盐和亚硝酸盐作为传热介质，则高温引起分解成氧化物和氮氧化物。该分解反应是可逆的，在低温下并且当滞留时间足够长时，例如在存在一氧化氮的情况下再次从硝酸盐和氧化物形成亚硝酸盐。为了再生，例如，一部分盐从该过程获取并且在合适的设备中再次再生。这需要另外在设备方面进行开支，并且还需要保持为了再生而获取的熔融盐部分有存货并且按需将它给送到盐传送管路中。而且，必须为了再生设置必要的装置。特别是当在运行期间形成的气体分离并且冲出时，必须再次提供这些气体以用于再生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于传热的装置，其包括低温热交换器和高温热交换器，这使得可以再生传热介质。该目的借助于一种用于传热的装置实现，所述装置包括低温热交换器和高温热交换器，各热交换器借助于连接管路相互连接，使得传热介质相继流经高温热交换器和低温热交换器，在连接管路中设置有至少一个滞留时间储存容器。通过在高温热交换器与低温热交换器之间设置滞留时间储存容器，传热介质首先向要加热的流体传热，结果传热介质的温度降低。滞留时间储存容器为要再生的传热介质提供了处于较低温度下的充足时间。因此，例如，已在高温下发生并且在低温下可逆的传热介质的分解可在滞留时间储存容器中再次抵消/撤销。这种情况下滞留时间储存容器的选定温度优选地如此之低，以致于一方面再生反应被热力学地辅助。另一方面，温度优选保持足够高，使得大比例的部分地热分解的传热介质能以动力学控制的方式再生。结果，传热介质可使用更长时间以及被大量循环使用，并且不必以比较短的时间间隔从该过程获取传热介质的一部分或全部传热介质并传送它以用于外部再生或甚至处置。为了允许再生，尤其有利的是，由于分解而形成的副产物未从该过程被除去，而是可在滞留时间储存容器中获得以用于传热介质的再生。或者，也可以可选地传送再生所需的物质。然而，优选将可逆分解期间生成的副成分用于滞留时间储存容器中的再生。为了再生足够大比例的传热介质，选择的再生时间必须足够长。通过选择足够大的反应体积，在保证运行的电流强度的情况下，获得足够长的再生时间。例如，对于在450℃下的硝酸盐与亚硝酸盐的混合物，滞留时间储存容器可具有如此之大的尺寸，以使得可获得半小时的再生时间。可通过升高一氧化氮的局部压力来支持再生。为了避免高成本的滞留时间储存容器并且使得可采用较小的、成本更划算的储存容器，可添加再生催化剂以便使反应加速。有效的再生催化剂是水。将再生催化剂在压力下注入滞留时间储存容器上游的传热介质中。可通过降低压力和脱气来将气态催化剂从滞留时间储存容器下游的传热介质分离出来。为了添加再生催化剂，在一个实施例中，根据本专利技术的装置因此具有用于再生催化剂的添加点，所述添加点位于滞留时间储存容器的上游。在硝酸盐和亚硝酸盐的情况下，过量的水可促进进一步的分解。为了避免水引起的分解，作为再生催化剂添加的水必须被定量给送。可通过分析装置监视和调节再生催化剂的定量给送。例如，可采用MS、FTIR和NDIR测量系统作为控制回路中的过程分析传感器。例如在传热介质流的气体空间中，这些可确定压力下降之后的水或氮氧化物。控制回路中的替代测量方法是氧酸度(/oxoaciditypotential)的电化学确定。为了定量给送再生催化剂，该装置因此优选包括借以控制和/或调整再生催化剂的添加的控制单元或调整单元。这种情况下，控制单元或调整单元设置成使得上述监视和控制步骤能以自动化的方式执行。高温热交换器和低温热交换器可以是结构上独立的单元。然而，可替代地，也可以的是，高温热交换器和低温热交换器分别形成一个热交换器的区段，并且连接管路从低温热交换器的供传热介质流过的区域分支并且传入高温热交换器的供传热介质流过的区域中。在一个优选实施例中，低温热交换器与高温热交换器之间供传热介质流过的区域具有流动屏障，并且连接管路将低温热交换器的供传热介质流过的区域和高温热交换器的供传热介质流过的区域相互连接，以使得传热介质从形成高温热交换器的区段经由连接管路流出到形成低温热交换器的区段中或从形成低温热交换器的区段经由连接管路流出到形成高温热交换器的区段中。合适的流动屏障例如是借以封闭供传热介质流过的管路的分隔层板或分隔板。可替代地，也可以设置用于形成低温热交换器的区段的第一通流区域和用于形成高温热交换器的区段的在结构上与第一通流区域分离的第二通流区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于传热的装置，包括低温热交换器(3)和高温热交换器(5)，所述热交换器(3，5)借助于连接管路相互连接，使得传热介质相继流经所述高温热交换器(5)和所述低温热交换器(3)，其中在所述连接管路中设置有至少一个滞留时间储存容器(19)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.01 EP 14175138.81.一种用于传热的装置，包括低温热交换器(3)和高温热交换器(5)，所述热交换器(3，5)借助于连接管路相互连接，使得传热介质相继流经所述高温热交换器(5)和所述低温热交换器(3)，其中在所述连接管路中设置有至少一个滞留时间储存容器(19)。2.如权利要求1所述的装置，其中，所述高温热交换器(5)和所述低温热交换器(3)分别形成一热交换器的区段，并且所述连接管路从所述低温热交换器的供所述传热介质流过的区域分支并且传入所述高温热交换器的供所述传热介质流过的区域中。3.如权利要求2所述的装置，其中，所述低温热交换器(3)与所述高温热交换器(5)之间的供所述传热介质流过的区域具有流动屏障，并且所述连接管路将所述低温热交换器(3)的供所述传热介质流过的区域和所述高温热交换器(5)的供所述传热介质流过的区域相互连接，以使得所述传热介质从形成所述高温热交换器(5)的区段经由所述连接管路流出到形成所述低温热交换器(3)的区段中或从形成所述低温热交换器(3)的区段经由所述连接管路流出到形成所述高温热交换器(5)的区段中。4.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述滞留时间储存容器(19)包括至少两个储存单元(25)，并且各个所述储存单元(25)经由从第一储存单元(25)的下部区域到相邻的第二储存单元(25)的上部区域的连接部分别在从所述低温热交换器(3)到所述高温热交换器(5)的方向上相互连接。5.如权利要求4所述的装置，其中，两个储存单元(25)之间的连接部包括单元间间隙(31)，从所述单元间间隙(31)到所述第二储存单元(25)的上部区域的连接部形成有溢流口(47)并且从所述单元间间隙(31)到所述第一储存单元(25)的下部区域的连接部由带孔口(33)的隔板(41)形成，使得在所述储存单元(25)的从所述高温热交换器(5)到所述低温热交换器(3)的通流的情况下，液体分别经所述隔板(41)的下部区域中的孔口(33)流入所述单元间间隙中并经由所述溢流口(47)从所述单元间间隙(31)流出到所述第二储存单元(25)中，或在沿反方向流动的情况下经由所述溢流口(47)流入所述单元间间隙(31)中并经所述隔板(41)的下部区域中的孔口(33)从所述单元间间隙(41)流出到所述第一储存单元(25)中。6.如权利要求4或5所述的装置，其中，至少一个储存单元(25)借助于罩盖(51)封闭，使得在所述储存单元(25)中的液体与所述罩盖(51)之间形成气体空间(49)。7.如权利要求6所述的装置，其中，管路(53)从至少一个气体空间(49)分支并且浸入位置较接近所述低温热交换器(3)的储存单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·沃特曼，M·莱登伯格，K·费得塞勒，S·毛雷尔，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE