一种双腔式热化学法储能反应装置，包括聚光器、反应腔、分隔盘、水蒸气供应系统，分隔盘上部的反应腔为储能反应腔，分隔盘下部的反应腔为释能反应腔；储能反应腔的两侧设有氢氧化钙进料口，吸热盘安装于储能反应腔内，且吸热盘外端从氢氧化钙进料口伸出；反应腔的上方设有用于聚集太阳光并反射入储能反应腔内的吸热盘上的聚光器；释能反应腔内设有盘管、气体分布板，盘管两端分别为热流体入口和热流体出口，盘管两端均伸出释能反应腔外，气体分布板安装于盘管下方。一种双腔式热化学法储能反应方法，采用上述一种双腔式热化学法储能反应装置。本发明专利技术具有物料循环利用率高、结构简单、操作简便等优点。本发明专利技术太阳热能高温储存技术领域。
【技术实现步骤摘要】
一种双腔式热化学法储能反应装置及方法
本专利技术太阳热能高温储存
，具体涉及一种双腔式热化学法储能反应装置及方法。
技术介绍
随着当今社会的高速发展，经济增长对能源的要求激增，有限的化石燃料日益匮乏，不能满足现代工业发展的需求，并且化石燃料的燃烧对生态环境造成了极大的压力，世界正面临着诸多能源紧缺、全球气候变暖、环境污染等一系列严峻的问题。能源结构改革的新方向主要是开发新能源以及采用新型技术提高燃料的利用率。太阳能发电由于具有费用低、来源广、不污染环境等优点而成为人类理想的替代能源。大力开发利用太阳能，将会有效缓解能源紧缺的问题，并改变我国不合理的能源结构，使能源供应多样化。然而，由于太阳能具有间歇性、低密度和不稳定性、难以持续供应等缺点，因此提高热能存储技术是大规模发展太阳能热力发电的关键。目前，研究运用最多的就是利用热化学储能来储能太阳能。热化学储能具有的储能密度大(100～500kW·h/m3),能在环境温度下实现长期无热损储存，适合长距离运输等优点特性，为太阳热能的高温高效转换、储存及运输提供了一种极具发展前景的方法。一般运用的热化学储能体系主要有：金属氧化物的热分解、氧化物和过氧化物的分解、氢氧化钙和氧化钙的转换等反应体系。然而目前的反应器的储能密度低，能损大，光热转化效率低；将储能和释能过程分开设置运行，储能后的物质需要输送至另一组件才能进行释能反应，结构及流程较为复杂，能耗较高；现有的反应器还存在对物料的循环利用率低，成本较高等缺点。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种物料循环利用率高的双腔式热化学法储能反应装置，它还具有结构较为简单、操作简便、可实现控制释能反应速率等优点。本专利技术的另一目的是提供一种物料循环利用率高、操作简便的双腔式热化学法储能反应方法。一种双腔式热化学法储能反应装置，包括聚光器、反应腔、分隔盘、水蒸气供应系统，反应腔内安装有分隔盘，分隔盘将反应腔一分为二，分隔盘上部的反应腔为储能反应腔，分隔盘下部的反应腔为释能反应腔；储能反应腔的两侧设有氢氧化钙进料口，吸热盘安装于储能反应腔内，且吸热盘外端从氢氧化钙进料口伸出；反应腔的上方设有用于聚集太阳光并反射入储能反应腔内的吸热盘上的聚光器；释能反应腔内设有盘管、气体分布板，盘管两端分别为热流体入口和热流体出口，盘管两端均伸出释能反应腔外，气体分布板安装于盘管下方；释能反应腔一侧开设有氧化钙进料口，释能反应腔一侧设有出口，出口和外部的螺旋输送机连接，螺旋输送机的上部设有出料口，出料口对着吸热盘外端；水蒸气供应系统和释能反应腔的底部连接。作为一种优选，释能反应腔的出口通过输出管道和螺旋输送机连接，输出管道上设有分支管道，分支管道上设有止回阀，输出管道上在分支管道后也设有止回阀。作为一种优选，还包括旋风分离器，两个旋风分离器的一端分别和储能反应腔、释能反应腔连接，两个旋风分离器的另一端并联后和水蒸气冷凝器连接，水蒸气冷凝器和水蒸气供应系统连接。作为一种优选，氧化钙进料口处安装有氧化钙螺旋加料机，氧化钙加料箱安装预氧化钙螺旋加料机上方。作为一种优选，分隔盘包括四个规格相同的弧度板，弧度板的圆心角为90度；四块弧度板在圆心处通过转轴安装，四块弧度板安装后呈一个完整的圆盘；圆心角相对的弧度板称为一对弧度板，两对弧度板在高度上错开设置；并在上面一对弧度板上通过转轴安装毛刷。作为一种优选，储能反应腔顶端设有开孔，开孔的上端安装有二次聚光器，二次聚光器内壁面为抛光镜面，且二次聚光器内壁面涂有反射涂层。作为一种优选，反应腔由外至内依次包括外壳、保温层、内壁，内壁和外壳均采用不锈钢材质制成，保温层填充保温隔热材料。作为一种优选，水蒸气供应系统包括蒸汽发生器、加热器、蒸汽输送泵、蒸汽管道、输水管道、水泵，蒸汽发生器通过蒸汽管道、蒸汽输送泵和释能反应腔的底部连接；蒸汽发生器下方设有输水管道，输水管道经水泵和蒸汽发生器连接；输水管道设有止回阀，蒸汽管道上设有流量控制阀。作为一种优选，水泵还经热感应开关、过热保护器和蒸汽发生器连接。一种双腔式热化学法储能反应方法，采用上述一种双腔式热化学法储能反应装置，通过氢氧化钙进料口向储能反应腔内加入氢氧化钙，氢氧化钙沿着吸热盘下滑；太阳光经聚光器聚集、反射入储能反应腔内的吸热盘上，吸热盘吸收太阳光能以加热吸热盘上的氢氧化钙，氢氧化钙受热分解成氧化钙与水蒸气，氧化钙落入到分隔盘上；打开分隔盘，氧化钙落到气体分布板上；通过蒸汽输送泵将水蒸汽输送到释能反应腔，氧化钙与水蒸汽反应放热并生成氢氧化钙，放出的热量对盘管中的冷流体进行加热，完成热交换，新生成的氢氧化钙再经螺旋输送机输送入储能反应腔，以进行下一轮的可逆反应。本专利技术的有益效果：1、采用双腔式结构，利用分隔盘将反应腔分隔成储能反应腔和释能反应腔，并在储能反应腔的两侧设置氢氧化钙进料口，在释能反应腔开设出口，并将出口和螺旋输送机连接，螺旋输送机的出料口对着吸热盘，因此本专利技术能实现在一个装置内实现氢氧化钙/氧化钙的脱水-水合过程的循环操作，且可以循环利用物料，能量和物料利用率高，且结构简单。2、在输出管道上设置分支管道，并在输出管道、分支管道上设置止回阀，因此除了能对物料实现循环利用，还能在物料有效成分低的情况下，关闭输出管道上的止回阀，再打开分支管道上的止回阀，从而将物料排出系统外，以便于添加新物料进入装置，实现可逆反应的连续。3、本专利技术在蒸汽输送管道上设置流量控制阀，通过对水蒸气流速的调节，实现对释能反应腔中的反应速率的调节，进而实现对热量交换速率和热利用效率的控制。4、本专利技术在储能反应腔顶端安装有二次聚光器，且二次聚光器内壁面为抛光镜面，且二次聚光器内壁面涂有反射涂层，因此可以将更多的太阳光反射进入储能反应腔内，进一步提高光能利用率，增加储能密度，提高光热转换效率。5、分隔盘包括四个规格相同的弧度板，并将四个弧度板同心安装，两对弧度板高度错开，因此在弧度板全部摊开上时将两个腔式隔开，便于各腔室的独立反应，当要将上部的储能物料输送至下部时，将下方的一对弧度板移动至上方的一对弧度下方，以便于物料从一个反应腔室输送至另一个反应腔室，物料转移较快，流程简单，操作方便，且成本较低。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图。图2是本专利技术的分隔盘闭合时的结构示意图。图3是本专利技术的分隔盘打开时的结构示意图。其中，1-太阳；2-聚光器；3-二次聚光器；4-氧化铪陶瓷层；5-保温层；6-旋风分离器；7-止回阀i；8-氢氧化钙进料口；9-吸热盘；10-分隔盘；11-热流体出口；12-热流体进口；13-止回阀j；14-水蒸汽冷凝器；15-氧化钙螺旋加料机；16-气体分布板；17-蒸汽输送泵；18-流量调节阀；19-温度控制器；20-温度感应器；21-加热器；22-蒸汽发生器；23-过热感应开关；24-过热保护器；25-水泵；26-止回阀k；27-螺旋输送机；28-排水口；29-氧化钙加料箱；30-毛刷；31-释能反应腔；32-水蒸汽供应系统；33-外壳；34-盘管；35-开孔；36-储能反应腔；37-止回阀m；38-止回阀n；39-弧形板；40-转轴。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的具体说明。一种双腔式热化学法储能反应装置，它包括聚光器、反应腔、水蒸汽供应系统；反应本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双腔式热化学法储能反应装置，其特征在于：包括聚光器、反应腔、分隔盘、水蒸气供应系统，反应腔内安装有分隔盘，分隔盘将反应腔一分为二，分隔盘上部的反应腔为储能反应腔，分隔盘下部的反应腔为释能反应腔；储能反应腔的两侧设有氢氧化钙进料口，吸热盘安装于储能反应腔内，且吸热盘外端从氢氧化钙进料口伸出；反应腔的上方设有用于聚集太阳光并反射入储能反应腔内的吸热盘上的聚光器；释能反应腔内设有盘管、气体分布板，盘管两端分别为热流体入口和热流体出口，盘管两端均伸出释能反应腔外，气体分布板安装于盘管下方；释能反应腔一侧开设有氧化钙进料口，释能反应腔一侧设有出口，出口和外部的螺旋输送机连接，螺旋输送机的上部设有出料口，出料口对着吸热盘外端；水蒸气供应系统和释能反应腔的底部连接。
【技术特征摘要】
1.一种双腔式热化学法储能反应装置，其特征在于：包括聚光器、反应腔、分隔盘、水蒸气供应系统，反应腔内安装有分隔盘，分隔盘将反应腔一分为二，分隔盘上部的反应腔为储能反应腔，分隔盘下部的反应腔为释能反应腔；储能反应腔的两侧设有氢氧化钙进料口，吸热盘安装于储能反应腔内，且吸热盘外端从氢氧化钙进料口伸出；反应腔的上方设有用于聚集太阳光并反射入储能反应腔内的吸热盘上的聚光器；释能反应腔内设有盘管、气体分布板，盘管两端分别为热流体入口和热流体出口，盘管两端均伸出释能反应腔外，气体分布板安装于盘管下方；释能反应腔一侧开设有氧化钙进料口，释能反应腔一侧设有出口，出口和外部的螺旋输送机连接，螺旋输送机的上部设有出料口，出料口对着吸热盘外端；水蒸气供应系统和释能反应腔的底部连接。2.根据权利要求1所述一种双腔式热化学法储能反应装置，其特征在于：释能反应腔的出口通过输出管道和螺旋输送机连接，输出管道上设有分支管道，分支管道上设有止回阀，输出管道上在分支管道后也设有止回阀。3.根据权利要求1所述一种双腔式热化学法储能反应装置，其特征在于：还包括旋风分离器，两个旋风分离器的一端分别和储能反应腔、释能反应腔连接，两个旋风分离器的另一端并联后和水蒸气冷凝器连接，水蒸气冷凝器和水蒸气供应系统连接。4.根据权利要求1所述一种双腔式热化学法储能反应装置，其特征在于：氧化钙进料口处安装有氧化钙螺旋加料机，氧化钙加料箱安装预氧化钙螺旋加料机上方。5.根据权利要求1所述一种双腔式热化学法储能反应装置，其特征在于：分隔盘包括四个规格相同的弧度板，弧度板的圆心角为90度；四块弧度板在圆心处通过转轴安装，四块弧度板安装后呈一个完整的圆盘；圆心...
【专利技术属性】
技术研发人员：龙新峰，徐艳，周思全，楼波，尤坚，郑国，张明勇，
申请(专利权)人：华南理工大学，湛江电力有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。