一种超临界CO2/颗粒旋转流化床换热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种超临界CO2/颗粒旋转流化床换热装置，其特征在于：依次连接的旋转流化床换热器、旋风分离器、管式预热器，其中由共底面的内筒、外筒组成的旋转流化床筒体结构，内筒连接转轴由电机带动旋转，外筒固定，内筒内布置有超临界CO2换热管，送入内筒的高温在离心力场和气流的作用下旋转流化并横向冲刷超临界CO2换热管实现传热，并布置管式预热器来对超临界CO2预热实现高温空气余热利用。本实用新型专利技术使颗粒在离心力场作用下，减少了流化床内气泡生成频率，防止颗粒堆积可能导致局部过热，装置具有传热效率高且传热区域内温度均匀的特点，装置安全性高，通过余热回收实现了能量高效率利用。了能量高效率利用。了能量高效率利用。

【技术实现步骤摘要】
一种超临界CO2/颗粒旋转流化床换热装置


[0001]本技术涉及换热
，具体为一种超临界CO2/颗粒旋转流化床换热装置。

技术介绍

[0002]在新型环保能源利用中，太阳能光热发电技术发展迅速，目前，太阳能光热电站主要采用导热油、熔融盐和水作为集热工质，颗粒作为新一代集热工质，不仅成本低、稳定性好，且加热温度高也无凝固的风险，研究发现相比传统的蒸汽
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朗肯循环，采用固体颗粒作为吸
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传热工质与超临界CO2布雷顿循环结合的超临界CO2太阳能热发电具有更高的运行温度和发电效率。
[0003]在超临界CO2太阳能热发电系统中，以固体颗粒和sCO2作为传热介质的换热装置是系统中最为重要的设备之一，目前该换热器主要有移动床和流化床等类型，移动床换热器具备结构紧凑、操作简单等优势，但颗粒侧传热系数较低，显著增加了换热材料投入成本，流化床换热器由于气体的扰动，强化了颗粒侧的换热,具有良好的发展前景，在流化床内颗粒像流体一样流化，但是不可避免地床内产生大气泡与出现局部高温，并且流化的高温空气流出，影响换热效率。

技术实现思路

[0004]本技术的目的提供一种超临界CO2/颗粒旋转流化床换热装置，通过引入离心力场，以减少上述流化床换热器内出现大气泡的频率并提高床内温度均匀性，从而提高超临界CO2/颗粒的换热效率与稳定性，设置余热利用装置保证能量高效率利用。
[0005]为解决上述问题，本技术的技术方案如下：包括依次连接的旋转流化床换热器、旋风分离器、管式预热器。r/>[0006]旋转流化床换热器，由共左侧底面、右侧底面的内筒、外筒组成的旋转流化床筒体结构，外筒固定并安装进风口，内筒连接转轴由电机带动旋转，内筒内布置有超临界CO2换热管，筒体左侧底面设置颗粒进料口，颗粒进料口连接高温颗粒储罐，右侧底面设置有颗粒空气混合出口，床内颗粒与超临界CO2换热管逆流换热；颗粒空气混合出口连接旋风分离器，旋风分离器内低温颗粒与高温气体分离，颗粒进入低温颗粒储罐，高温气体进入管式预热器；管式预热器内，布置有超临界CO2预热管，管式预热器低温空气出口连接鼓风机。
[0007]进一步地，内筒、外筒位置关系为同轴，电机通过传动装置连接转轴带动内筒旋转，内筒与左侧底面、右侧底面环形接触处采取接触式动密封。
[0008]进一步地，进风口布置在靠近左侧底面的外筒上方，进风角度为切向进风，内筒布置有三个布风板，布风板长度与筒体长度相等，间隔120
°
，设有倾斜风孔，使倾斜送风；进风口连接气体流量计(4)与鼓风机(5)。
[0009]进一步地，颗粒进料口布置在左侧底面中心位置，高温颗粒储罐通过送料机构连接颗粒进料口，送料机构安装放料阀；颗粒空气混合出口位于右侧底面下部边缘，颗粒空气
混合出口处安装温度传感器。
[0010]进一步地，内筒内布置若干超临界CO2换热管，超临界CO2换热管形状为直管，其贯穿左侧底面、右侧底面固定，超临界CO2换热管沿圆周等间距布置，位于颗粒流化区域且不与内筒接触，1根超临界CO2换热管安装温度传感器。
[0011]进一步地，旋风分离器下方安装低温颗粒储罐，旋风分离器上方连通管式预热器高温空气入口。
[0012]进一步地，管式预热器设置有管式预热器高温空气入口、管式预热器低温空气出口；管式预热器内设置挡板，管式预热器低温空气出口连通回气管连接鼓风机。
[0013]与现有技术相比，本技术的有益效果是：在超临界CO2/颗粒换热器内，利用旋转筒体引入了离心力场，使得颗粒在流化床内旋转流化并于超临界CO2换热管进行换热，抑制了大气泡的生成频率，从而减少了不利于换热的因素，并且颗粒在旋转流化床内混合剧烈保证了换热器内温度均匀，提高了装置安全性，并设置了预热器进行余热利用，提高了整体的换热效率。
附图说明
[0014]图1是本技术的整体结构示意图；
[0015]图2是本技术的旋转流化床换热器的部分结构示意图；
[0016]图3是本技术的旋转流化床换热器内部结构左视示意图。
[0017]图中：1、内筒；2、外筒；3、超临界CO2换热管；4、右侧底面；5、左侧底面；6、旋风分离器；7、低温颗粒储罐；8、管式预热器高温空气入口；9、超临界CO2预热管；10、挡板；11、管式预热器；12、管式预热器低温空气出口；13、回气管；14、鼓风机；15、气体流量计；16、进风口；17、颗粒进料口；18、颗粒空气混合出口；19、温度传感器；20、布风板；21、送料机构；22、放料阀；23、高温颗粒储罐；24、转轴；25、传动装置；26、电机。
具体实施方式
[0018]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0019]请参阅图1
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3，一种超临界CO2/颗粒旋转流化床换热装置，包括依次连接的旋转流化床换热器、旋风分离器6、管式预热器11。旋转流化床换热器，由共左侧底面5、右侧底面4的内筒1、外筒2组成的旋转流化床筒体结构，外筒2固定并安装进风口16，内筒1连接转轴24由电机26带动旋转，内筒1内布置有超临界CO2换热管3，筒体左侧底面5设置颗粒进料口17，颗粒进料口17连接高温颗粒储罐23，右侧底面4设置有颗粒空气混合出口18，床内颗粒流态化并与超临界CO2换热管3逆流换热；颗粒空气混合出口18连接旋风分离器6，旋风分离器6内低温颗粒与高温气体分离，颗粒进入低温颗粒储罐7，高温气体进入管式预热器11；管式预热器11内，布置有超临界CO2预热管9，管式预热器低温空气出口12连接鼓风机14。
[0020]优选的，内筒1、外筒2位置关系为同轴，电机26通过传动装置25连接转轴24带动内筒1旋转，内筒1与左侧底面5、右侧底面4环形接触处采取接触式动密封。
[0021]优选的，进风口16布置在靠近左侧底面5的外筒2上方，进风角度为切向进风，在夹层中旋转流动的风通过内筒1布置的布风板20进入内筒1，内筒1布置有三个布风板20，布风板20长度与筒体长度相等，间隔120
°
，设有倾斜风孔，使倾斜送风，使送风同时具有径向和轴向速度；进风口16连接气体流量计15与鼓风机14，鼓风机14根据床内条件调节风量大小。
[0022]优选的，颗粒进料口17布置在左侧底面5中心位置，高温颗粒储罐23通过送料机构21连接颗粒进料口17，送料机构21安装放料阀22，放料阀22控制颗粒进入速度；颗粒空气混合出口18位于右侧底面4下部边缘，有利与装置运行与停止时顺利出料，颗粒空气混合出口18处安装温度传感器19来监测床内温度。
[0023]优选的，内筒1内布置若干超临界CO2换热管3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超临界CO2/颗粒旋转流化床换热装置，其特征在于：包括依次连接的旋转流化床换热器、旋风分离器(6)、管式预热器(11)；所述旋转流化床换热器，由共左侧底面(5)、右侧底面(4)的内筒(1)、外筒(2)组成的旋转流化床筒体结构，所述外筒(2)固定并安装进风口(16)，所述内筒(1)连接转轴(24)，所述内筒(1)内布置有超临界CO2换热管(3)，所述筒体左侧底面(5)设置颗粒进料口(17)，所述颗粒进料口(17)连接高温颗粒储罐(23)，所述右侧底面(4)设置有颗粒空气混合出口(18)，床内颗粒与超临界CO2换热管(3)逆流换热；所述颗粒空气混合出口(18)连接旋风分离器(6)，所述旋风分离器(6)连接低温颗粒储罐(7)和管式预热器(11)；所述管式预热器(11)内，布置有超临界CO2预热管(9)，管式预热器低温空气出口(12)连接鼓风机(14)。2.根据权利要求1所述的一种超临界CO2/颗粒旋转流化床换热装置，其特征在于：所述内筒(1)、外筒(2)位置关系为同轴，电机(26)通过传动装置(25)连接转轴(24)，所述内筒(1)与左侧底面(5)、右侧底面(4)环形接触处采取接触式动密封。3.根据权利要求1所述的一种超临界CO2/颗粒旋转流化床换热装置，其特征在于：所述进风口(16)布置在靠近左侧底面(5)的外筒(2)上方，进风角度为切向进风，所述内筒(1)布置有三个布风板(20)，所述布风板(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈巨辉，马郅凯，李丹，刘文涛，鲍顺雨，王俊乔，毛汉成，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：