利用封闭管道进行蓄热放热循环的系统装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用封闭管道进行蓄热放热循环的系统装置，包括电源系统，外部管道，控制系统，技术要点是：利用外部管道依次连接有设置在饱和蒸汽发生器及过热蒸汽发生器内部的吸热管道、低温蓄热装置的传热管道而使之成为一个相连通的循环管道网络；低温蓄热装置的传热管道与高温蓄热装置内的吸热管道相连接；在饱和蒸汽发生器，过热蒸汽发生器，低温蓄热装置和高温蓄热装置的内部传热管道上均设置有输出端口，该输出端口通过阀门组与热用户端相连接；饱和蒸汽发生器的下联箱端口与低温蓄热装置的冷凝水端口之间还装置有循环泵；在饱和蒸汽发生器的下联箱端口和低温蓄热装置的冷凝水端口之间分别通过补水管路及补水泵与软化水箱相连接。

【技术实现步骤摘要】
利用封闭管道进行蓄热放热循环的系统装置
本专利技术涉及电热存储
，特别涉及一种适合发电侧：热电机组进行灵活性调峰，实现热、电解耦和负荷侧的利用封闭管道进行蓄热放热循环的系统装置。是用户利用廉价的低谷电能，制取高温饱和蒸汽和过热蒸汽的电热转换设备。
技术介绍
本申请人在2016年按用户每天7小时蓄热24小时放热的技术要求，应用高电压固体蓄热式电锅炉技术，先后在丹东金山电厂、铁岭调兵山电厂、长春第四热电厂、伊春华能热电厂向用户交付了16台66kV电压等级的蓄热式电锅炉。设备投运后，发现当初可研报告给出的技术指标：每天7小时蓄热24小时放热（即在额定电输入功率的条件下，设备的热输出功率不大于电输入功率的三分之一）不符合调峰实际规律，经常连续出现无调峰需求的天气，还会出现大风气象条件下风力发电机组满发，需要电锅炉的蓄热时间大于7小时甚至大于24小时连续工作的情况。由于蓄热式电锅炉连续蓄热工作时间超过设计时间热交换器不能快速释放热能，造成蓄热式电锅炉内部的固体储能体累积的温度超过蓄热温度上限，致使设备不能24小时连续加电而影响调峰工作。本专利技术人虽然在总结三年实际运行数据的基础上，2018年在沈阳华润电厂推出可以每天24小时连续蓄热工作24小时放热的产品，弥补了2016年产品的不足，还想寻求更好的解决方案，克服因拉长连续工作时间要增加3倍换热器的换热功率和换热风机的通风量带来的设备体积变大、驱动风机的电动机功耗增加，投资额加大的问题；此解决方案的研制过程同时也兼顾考虑负荷侧：用户在蓄热环境下的大功率输出高温饱和蒸汽和过热蒸汽的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的是改变现有固体蓄热式电锅炉的热存储方式和热交换方式，提供一种利用封闭管道进行蓄热放热循环的系统装置。以解决原有设备占地面积大，改变固体蓄热式电锅炉由电能转换成热能必须经过“电发热→固体蓄热→热交换器→热用户”能量的传递过程。本专利技术以管道内的蒸汽为能量传递介质实现“电发热→热用户”和“电发热→固体蓄热→热用户”并行传递，取消固体蓄热式电锅炉必备的“热交换器”部件，克服因固体储能体累积的温度超过蓄热温度上限时，不能连续工作的弊端，还能减少设备投资额。本专利技术所采用的技术方案是：利用封闭管道进行蓄热放热循环的系统装置，包括电源系统，饱和蒸汽发生器，过热蒸汽发生器，低温蓄热装置，高温蓄热装置，外部管道，控制系统，阀门组，循环泵，其特征在于：用外部管道依次连接有设置在饱和蒸汽发生器内部的吸热管道、过热蒸汽发生器内部的吸热管道、低温蓄热装置内部的传热管道而使之成为一个相连通的可承受工作蒸汽压力和传递温度的循环管道网络，在外部管道上设置有循环泵；在低温蓄热装置内部的传热管道的输出端还与设置在高温蓄热装置内部的吸热管道输入端相连接；在饱和蒸汽发生器，过热蒸汽发生器，低温蓄热装置和高温蓄热装置的内部传热管道上均设置有输出端口，该输出端口通过阀门组与热用户端相连接；饱和蒸汽发生器的下联箱端口与低温蓄热装置的冷凝水端口之间还装置有循环泵；在饱和蒸汽发生器的下联箱端口和低温蓄热装置的冷凝水端口之间分别通过补水管路及补水泵与软化水补水箱相连接。本专利技术所述的电源系统是可以接入0.1kV-1kV或1kV-66kV工作电压的开关操作系统。本专利技术所述的饱和蒸汽发生器由汽包、下联箱和若干根带加热组件的连接在汽包底部和下联箱之间的吸热管道构成；加热组件是由内部设有与电源系统相连接的电加热元件并冲满六氟化硫绝缘气体，焊接在饱和蒸汽发生器内部吸热管道外表面的耐热金属壳体构成的密闭腔体；电加热元件是用穿在耐高温绝缘管内每圈间留有大于2毫米缝隙的螺旋电加热丝，缠绕在吸热管道外表面螺旋支架间隔中，再沿吸热管道轴线方向设置防电加热丝脱落云母卷材制成；汽包上部设置与阀门组相连接的饱和蒸汽的输出A口和与过热蒸汽发生器输入H口连接的饱和蒸汽输出B口。本专利技术所述的过热蒸汽发生器是由若干根带加热组件的吸热管道经串、并联相接构成，加热组件是由内部设有与电源系统相连接的电加热元件并冲满六氟化硫绝缘气体，焊接在过热蒸汽发生器内部吸热管道外表面的耐热金属壳体构成的密闭腔体；所述电加热元件是用穿在耐高温绝缘管内每圈间留有2-5毫米缝隙的螺旋电加热丝，缠绕在吸热管道外表面螺旋支架间隔中，再沿吸热管道轴线方向设置有防电加热丝脱落的云母卷材；若干根过热蒸汽发生器内部的吸热管道经串、并联相接，形成的过热蒸汽发生器输出C口与阀门组连接，形成的过热蒸汽发生器输出D口与低温蓄热体热能输入L口连接。本专利技术所述的低温蓄热装置是阵列并联设置的预制固体储能体单元的集合，预制固体储能体单元是利用设在低温蓄热装置内部的传热管道外表面金属伞裙内，固体物质存储热能的杆状构件；低温蓄热体热能输出E口与饱和蒸汽热用户之间接有阀门组；低温蓄热体热能输出F口连接高温蓄热装置内的吸热管道输入M口。本专利技术所述的高温蓄热装置是由设在保温壳体内的电蓄热式固体蓄热体、高温风机和吸热管道组成；电蓄热式固体蓄热体内阵列分布空气流通孔洞，在孔洞内设置与电源系统相连接的电加热丝；高温蓄热装置的输出G口与过热蒸汽热用户之间接有阀门组；本专利技术所述的控制系统是能够有效采集各种温度、压力数据，能按要求处理数据准确发出控制指令并能有数据互联互通功能的PLC控制器；本专利技术所述的固体物质是设置在导热管道外侧，完成吸收导热管道内的蒸汽热能或向导热管道内释放存储热能的耐火固体材料；本专利技术所述的固体蓄热体是高温状态下具有满足额定工作电压绝缘要求的耐火砌块组合结构体。本专利技术所述电加热丝的耐高温绝缘管是云母、陶瓷、耐热玻璃或/和石英玻璃管材构成。本专利技术具有的优点及积极效果是：本专利技术由于设立的阀门组同时控制直热式饱和蒸汽、直热式过热蒸汽、蓄热式饱和蒸汽、蓄热式过热蒸汽四个面向热用户的输出端口，为用户用热提供了非常方便实用的用热选择，在实际使用中用户可以去除不需要的输出方式简化结构节省投资。本专利技术在电加热丝加电放热时间段以直热式饱和蒸汽、直热式过热蒸汽的输出为主可以长时间工作，还可以兼顾将一部分热能储存在低温蓄热装置中；联通设置在饱和蒸汽发生器、过热蒸汽发生器、低温蓄热装置、高温蓄热装置内部的吸热、导热管道，用管道内的流动的蒸汽传递热能，省去了原有固体蓄热式电锅炉必备的“热交换器”部件，克服了因固体储能体累积的温度超过蓄热温度上限时，不能连续工作的弊端，在热能存储、热能输出过程中不需要驱动风机消耗电能，提高了热转换效率还能减少设备建设投资。附图说明图1是本专利技术的系统装置结构示意简图；图2是本专利技术中饱和蒸汽发生器内部结构示意简图；图3是本专利技术中过热蒸汽发生器内部结构示意简图；图4是本专利技术中低温蓄热装置内部结构示意简图；图5是本专利技术中高温蓄热装置内部结构示意简图；图6是本专利技术电加热元件安装结构示意简图。图中序号说明：1电源系统，2饱和蒸汽发生器，3过热蒸汽发生器，4低温蓄热装置，5高温蓄热装置，6控制系统，7阀门组，8循环泵，9补水泵，10软化水补水箱，11外部管道，12输出A口，13输出B口，14输出C口，15输出D口，16输出E口,17输出F口,18输出G口，19输入H口，20输入L口,21输入M口，22下联箱端口,23冷凝水端口,24饱和蒸汽热用户,25过热蒸汽热用户，201汽包，202耐500℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用封闭管道进行蓄热放热循环的系统装置，包括电源系统，饱和蒸汽发生器，过热蒸汽发生器，低温蓄热装置，高温蓄热装置，外部管道，控制系统，阀门组，循环泵，其特征在于：用外部管道依次连接有设置在饱和蒸汽发生器内部的吸热管道、过热蒸汽发生器内部的吸热管道、低温蓄热装置内部的传热管道而使之成为一个相连通的可承受工作蒸汽压力和传递温度的循环管道网络，在外部管道上设置有循环泵；在低温蓄热装置内部的传热管道的输出端还与设置在高温蓄热装置内部的吸热管道输入端相连接；在饱和蒸汽发生器，过热蒸汽发生器，低温蓄热装置和高温蓄热装置的内部传热管道上均设置有输出端口，该输出端口通过阀门组与热用户端相连接；饱和蒸汽发生器的下联箱端口与低温蓄热装置的冷凝水端口之间还装置有循环泵；在饱和蒸汽发生器的下联箱端口和低温蓄热装置的冷凝水端口之间分别通过补水管路及补水泵与软化水补水箱相连接。

【技术特征摘要】
1.利用封闭管道进行蓄热放热循环的系统装置，包括电源系统，饱和蒸汽发生器，过热蒸汽发生器，低温蓄热装置，高温蓄热装置，外部管道，控制系统，阀门组，循环泵，其特征在于：用外部管道依次连接有设置在饱和蒸汽发生器内部的吸热管道、过热蒸汽发生器内部的吸热管道、低温蓄热装置内部的传热管道而使之成为一个相连通的可承受工作蒸汽压力和传递温度的循环管道网络，在外部管道上设置有循环泵；在低温蓄热装置内部的传热管道的输出端还与设置在高温蓄热装置内部的吸热管道输入端相连接；在饱和蒸汽发生器，过热蒸汽发生器，低温蓄热装置和高温蓄热装置的内部传热管道上均设置有输出端口，该输出端口通过阀门组与热用户端相连接；饱和蒸汽发生器的下联箱端口与低温蓄热装置的冷凝水端口之间还装置有循环泵；在饱和蒸汽发生器的下联箱端口和低温蓄热装置的冷凝水端口之间分别通过补水管路及补水泵与软化水补水箱相连接。2.根据权利要求1所述的系统装置，其特征在于：所述的电源系统为接入0.1kV-1kV或1kV-66kV工作电压的开关操作系统。3.根据权利要求1所述的系统装置，其特征在于：所述的饱和蒸汽发生器包括汽包、下联箱和若干根带加热组件的连接在汽包底部和下联箱之间的吸热管道构成；所述加热组件为：由内部设有与电源系统相连接的电加热元件并冲满六氟化硫绝缘气体，焊接在饱和蒸汽发生器内部吸热管道外表面的耐热金属壳体构成的密闭腔体；电加热元件是用穿在耐高温绝缘管内每圈间留有大于2毫米缝隙的螺旋电加热丝，缠绕在吸热管道外表面螺旋支架间隔中，再沿吸热管道轴线方向设置防电加热丝脱落云母卷材制成；汽包上部设置与阀门组相连接的饱和蒸汽的输出A口和与过热蒸汽发生器输入H口连接的饱和蒸汽输出B口。4.根据权利要求1所述的系统装置，其特征在于：所述的过热蒸汽发生器是由若干根带加热组件的吸热管道经串、并联相接构成，加热组件是由内部设有与电...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建新，
申请(专利权)人：沈阳世杰电器有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21