本实用新型专利技术公开一种基于锌升华和氧化的储能装置，包括外壁设置绝热层的蓄热炉；所述蓄热炉内部形成蓄热腔，蓄热腔中设置有电加热系统，所述蓄热炉还设置有投料口和气体出口，所述投料口用于向所述蓄热腔中加入固体锌，所述气体出口用于排出锌蒸气；所述气体出口通过锌蒸气管道连通至氧化反应器，所述氧化反应器设置有氧气入口，所述氧化反应器外层环绕有第一蓄水腔，所述第一蓄水腔用于与用户管网连通，所述第一蓄水腔用于通过水吸收所述氧化反应器中的反应热生成水蒸气，并向所述用户管网提供水蒸气。本实用新型专利技术提出的技术方案旨在解决现有的储能技术中单位体积的蓄热载体吸收的热量较少的问题。的热量较少的问题。的热量较少的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种基于锌升华和氧化的储能装置
[0001]本技术涉及储能
，具体涉及一种基于锌升华和氧化的储能装置。
技术介绍
[0002]随着中国工业现代化的飞速发展，工业用电负荷飞速增长；另一方面，随着人民生活水平的提升，商业和居民用电负荷也日益提升。然而，不管是工业用电，还是商业或居民用电，夜间的用电负荷明显低于日间用电负荷。日渐拉大的峰谷用电负荷差加剧了电力需求不平衡，从而对电网的稳定运行和电力的稳定供应造成了更为严重的冲击；因低谷电价格较低，如何充分利用低谷电，将低谷电能进行储存及有效利用，从而实现电网的削峰填谷，是当下亟待解决的问题。
[0003]在夜间的低谷电时段将电能转化为热能进行能量储存，是一种新型的储能方式。在这种储能方式中，白天通过换热的方式将存储的热能交换出来进行利用，从而提高低谷电利用率。
[0004]另一方面，由于电网的发展速度和可再生能源发电量的发展速度还不能很好的匹配，当供大于需的时候，会有些相当一部分弃电的产生。因此，如何将弃电储存起来，为高峰时候提供能量，除了进一步发展国家电网技术，采用更高效的储能方式也是一种解决途径。
[0005]现有技术中，常采用水作为蓄热载体，在低谷电蓄能时通过电阻丝加热水形成水蒸气来进行储能，这种储能方式的弊端是单位体积的蓄热载体吸收的热量较少。采用熔融盐作为蓄热载体，能在一定程度上提高单位体积的蓄热量，但是熔融盐易堵塞易腐蚀。
技术实现思路
[0006]本技术的主要目的是提供一种基于锌升华和氧化的储能装置，旨在解决现有的储能技术中单位体积的蓄热载体吸收的热量较少的问题。
[0007]为实现上述目的，本技术提出的基于锌升华和氧化的储能装置，包括外壁设置绝热层的蓄热炉；
[0008]所述蓄热炉内部形成蓄热腔，蓄热腔中设置有电加热系统，所述蓄热炉还设置有投料口和气体出口，所述投料口用于向所述蓄热腔中加入固体锌，所述气体出口用于排出锌蒸气；
[0009]所述气体出口通过锌蒸气管道连通至氧化反应器，所述氧化反应器设置有氧气入口，所述氧化反应器外层环绕有第一蓄水腔，所述第一蓄水腔用于与用户管网连通，所述第一蓄水腔用于通过水吸收所述氧化反应器中的反应热生成水蒸气，并向所述用户管网提供水蒸气；第一蓄水腔连接有汽包。
[0010]优选地，所述氧化反应器与旋风分离器连通，所述旋风分离器与用于收集氧化锌的氧化锌储罐连通。
[0011]优选地，所述气体出口还通过锌蒸气管道连通至第一蒸发室，所述第一蒸发室外层环绕有第二蓄水腔，所述第二蓄水腔用于与用户管网连通，所述第二蓄水腔用于通过水
与所述锌蒸气换热生成水蒸气，并向所述用户管网提供水蒸气；第二蓄水腔连接有汽包。
[0012]优选地，所述锌蒸气管道包括主管、第一支管和第二支管，所述主管的一端与所述气体出口连通，所述主管的另一端连通分流阀的进口，所述分流阀的第一出口与所述第一支管的一端连通，所述第一支管的另一端连通所述氧化反应器；所述分流阀的第二出口与所述第二支管的一端连通，所述第二支管的另一端连通所述第一蒸发室。
[0013]优选地，所述旋风分离器中排出的气体通入第二蒸发室，所述第二蒸发室外层环绕有第三蓄水腔，所述第三蓄水腔用于与进入第三蓄水腔的水进行换热以进行热回收，或用于与用户管网连通以向所述用户管网提供水蒸气。
[0014]优选地，第一蓄水腔、所述第二蓄水腔和所述第三蓄水腔分别设置有进水口，所述进水口通过进水管连接至水源，所述进水管设置有第一泵设备。
[0015]优选地，所述第一蓄水腔、所述第二蓄水腔和所述第三蓄水腔中的至少一者通过管路连通至水蒸气储罐。
[0016]优选地，所述蓄热炉设置有蓄热炉出口，所述投料口和所述气体出口分别设置于所述蓄热炉的顶部，所述蓄热炉出口设置于所述蓄热炉的底部。
[0017]优选地，第一蓄水腔、所述第二蓄水腔和所述第三蓄水腔分别设置有出水口，所述出水口通过出水管连接至水源，所述出水管设置有第二泵设备。
[0018]优选地，所述蓄热炉的所述投料口还用于投入炭和所述氧化锌，所述气体出口还用于排出氧化锌和炭反应得到的气体。
[0019]本技术的技术方案中，在低谷电时段，通过电加热系统将蓄热炉内升温至锌升华温度907℃以上，然后通过投料口向蓄热炉中投入锌料，并关闭投料口，使锌料在蓄热炉中升华成锌蒸气，升华过程中锌料吸热，以将低谷电时段的低价的电能转化为锌蒸气中的热能。在正常用电时段，将高温的锌蒸气通过气体出口传输至氧化反应器，并通过氧气入口向氧化反应器中输入氧气，使锌蒸气与氧气在氧化反应器中反应生成氧化锌。生成氧化锌的过程为放热过程，从而，放出的热量以及未反应的锌蒸气本身的热量可以传递给第一蓄水腔中的水，使水转化为高温的水蒸气向用户管网输送。在低谷电阶段的电能转化为热能过程中，同等体积的锌和水比较，锌升华吸收的热量和氧化放出的热量是水汽化吸收热量的二十多倍(每千克锌的升华热为2003.36kJ，每千克锌的氧化热为5355kJ，水汽化热为2260kJ/kg，锌的密度是水的约7.14倍)。因此，本技术方案中的锌升华的储能方式有利于避免现有的储能技术中单位体积的蓄热载体吸收的热量较少的问题。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0021]图1为本技术基于锌升华和氧化的储能装置一实施例中的结构示意图。
[0022]附图标号说明：
[0023]1‑
水源；2
‑
第一泵设备；3
‑
蓄热炉；31
‑
投料口；32
‑
气体出口；33
‑
蓄热炉出口；4
‑
电阻加热丝；5
‑
锌料；6
‑
第一蒸发室；61
‑
第一蓄水腔入口；62
‑
第一出水口；63
‑
水蒸气出口；
64
‑
气体入口；65
‑
第二蓄水腔；66
‑
锌出口；7
‑
用户管网；8
‑
水蒸气储罐；9
‑
旋风分离器；10
‑
氧化锌储罐；11
‑
氧化反应器；111
‑
氧气入口；112
‑
第一蓄水腔；113
‑
第二出水口；12
‑
第二泵设备。
[0024]本技术目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0025]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于锌升华和氧化的储能装置，其特征在于，包括外壁设置绝热层的蓄热炉；所述蓄热炉内部形成蓄热腔，蓄热腔中设置有电加热系统，所述蓄热炉还设置有投料口和气体出口，所述投料口用于向所述蓄热腔中加入固体锌，所述气体出口用于排出锌蒸气；所述气体出口通过锌蒸气管道连通至氧化反应器，所述氧化反应器设置有氧气入口，所述氧化反应器外层环绕有第一蓄水腔，所述第一蓄水腔用于与用户管网连通，所述第一蓄水腔用于通过水吸收所述氧化反应器中的反应热生成水蒸气，并向所述用户管网提供水蒸气；第一蓄水腔连接有汽包。2.根据权利要求1所述的基于锌升华和氧化的储能装置，其特征在于，所述氧化反应器与旋风分离器连通，所述旋风分离器与用于收集氧化锌的氧化锌储罐连通。3.根据权利要求2所述的基于锌升华和氧化的储能装置，其特征在于，所述气体出口还通过锌蒸气管道连通至第一蒸发室，所述第一蒸发室外层环绕有第二蓄水腔，所述第二蓄水腔用于与用户管网连通，所述第二蓄水腔用于通过水与所述锌蒸气换热生成水蒸气，并向所述用户管网提供水蒸气；第二蓄水腔连接有汽包。4.根据权利要求3所述的基于锌升华和氧化的储能装置，其特征在于，所述锌蒸气管道包括主管、第一支管和第二支管，所述主管的一端与所述气体出口连通，所述主管的另一端连通分流阀的进口，所述分流阀的第一出口与所述第一支管的一端连通，所述第一支管的另一端连通所述氧化反应器；所述分流阀的第二出口与所述第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：易梅，
申请(专利权)人：西藏康盛能源开发有限公司，
类型：新型
国别省市：
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