一種太陽(yáng)能顯熱蓄熱器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能熱發(fā)電顯熱蓄熱【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種太陽(yáng)能顯熱蓄熱器。蓄熱器殼體內(nèi)按蜂窩狀等間距布置多根不銹鋼管；各不銹鋼管外分別包覆蓄熱填料層，蓄熱填料層由內(nèi)到外依次為黏土層和混凝土層；混凝土層通過鋼絲捆扎固定在黏土層外；各不銹鋼管的蓄熱填料層之間空隙為砂礫填充區(qū)。從太陽(yáng)能集熱器中流出的高溫流體，流經(jīng)蓄熱器內(nèi)的通道蓄熱。本實(shí)用新型一方面避免了混凝土與鋼管直接接觸后容易開裂的問題；另一方面引入了廉價(jià)的沙礫材料，進(jìn)一步降低了蓄熱成本，使得太陽(yáng)能熱發(fā)電的成本能夠進(jìn)一步降低。
【專利說明】一種太陽(yáng)能顯熱蓄熱器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能熱發(fā)電顯熱蓄熱【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種太陽(yáng)能顯熱蓄熱器。

【背景技術(shù)】
[0002]在我國(guó)，太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備的裝機(jī)容量已接近2000萬千瓦，但是太陽(yáng)能發(fā)電受到太陽(yáng)的光照強(qiáng)度、地面風(fēng)速和天氣能見度等因素的影響，無法提供穩(wěn)定地電力供應(yīng)。如果能夠采用蓄能裝置，將多余的能量?jī)?chǔ)存起來，供太陽(yáng)能電站在發(fā)電能力下降時(shí)使用，則可以有效地解決這一問題，促進(jìn)新能源的大力發(fā)展。
[0003]太陽(yáng)能熱發(fā)電利用集熱器反射光線到聚焦點(diǎn)上獲得的高溫，加熱聚焦點(diǎn)處流過的流體到300°C左右，該高溫流體可用于電站發(fā)電。要想蓄積多余的熱量，可以采用混凝土堆。國(guó)內(nèi)外利用混凝土和鋼管制造出了一種混凝土蓄熱器，通過混凝土的溫升蓄積太陽(yáng)能集熱器所收集到的多余的熱量。
[0004]混凝土蓄熱材料相比之前采用的熔融鹽，成本已經(jīng)大幅度降低，但是混凝土容易開裂，多次使用后混凝土與鋼管間的縫隙過大，會(huì)導(dǎo)致無法有效蓄熱。此外，混凝土蓄熱器一次澆灌成型后無法移動(dòng)和拆解，不利于安裝調(diào)試。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有太陽(yáng)能熱發(fā)電蓄熱系統(tǒng)的缺陷，提出了一種廉價(jià)的利用混凝土和砂礫作為蓄熱材料的太陽(yáng)能顯熱蓄熱器，避免了混凝土與鋼管直接接觸后容易開裂的問題，同時(shí)進(jìn)一步降低了蓄熱成本。
[0006]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0007]蓄熱器殼體內(nèi)按蜂窩狀等間距布置多根不銹鋼管；各不銹鋼管外分別包覆蓄熱填料層，蓄熱填料層由內(nèi)到外依次為黏土層和混凝土層；混凝土層通過鋼絲捆扎固定在黏土層外；黏土層分別與不銹鋼管、混凝土層緊密接觸；各不銹鋼管的蓄熱填料層之間空隙為砂礫填充區(qū)。
[0008]所述黏土層和混凝土層為環(huán)狀，且混凝土層分為四個(gè)弧段，各弧段間留有空隙。
[0009]所述不銹鋼管的外徑為12mm,黏土層的半徑20mm ;混凝土層的半徑為80mm,混凝土層兩相鄰弧段的間隙為3_。
[0010]所述不銹鋼管的數(shù)量為100-150根，不銹鋼管的長(zhǎng)度為8-10m，相鄰的不銹鋼管間距為 15-30cm。
[0011]所述蓄熱器殼體的橫截面為正方形。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0013](I)通過黏土層分隔混凝土層和不銹鋼管，使得二者之間的換熱形成一個(gè)緩沖區(qū)，混凝土層和不銹鋼管間不會(huì)形成大的孔隙，避免了蓄熱效果變差。
[0014](2)混凝土層外側(cè)填充砂礫，作為隔熱層。利用砂礫的廉價(jià)特性和散熱相對(duì)較差的特點(diǎn)，節(jié)約了混凝土的使用量，同時(shí)減少了對(duì)外散熱。
[0015](3)由于不銹鋼管和混凝土相對(duì)獨(dú)立，可以單元化安裝，不需要預(yù)先成型，減輕了施工難度。該蓄熱器既可以大規(guī)模埋置在沙漠中，方便電廠蓄熱；也可以小規(guī)模應(yīng)用于廢棄的游泳池，水坑等小型區(qū)域，便于居民區(qū)利用熱能。
[0016](4)采用分層布置方式，使蓄熱器在最大限度蓄熱的同時(shí)，進(jìn)一步降低成本，并避免了長(zhǎng)期反復(fù)使用造成的開裂問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)的截面示意圖。
[0018]圖2為單個(gè)鋼管及其周圍的蓄熱填料布置示意圖。
[0019]圖中標(biāo)號(hào):
[0020]1-高溫流體；2_不銹鋼管；3_填料區(qū)域；4_黏土層；5_混凝土層；6_砂礫填充區(qū)。

【具體實(shí)施方式】
[0021]本實(shí)用新型提供了一種基于混凝土和砂礫蓄熱材料的太陽(yáng)能顯熱蓄熱器，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)其做進(jìn)一步說明。
[0022]如圖1所示，蓄熱器殼體內(nèi)按蜂窩狀等間距布置100-150根不銹鋼管2，不銹鋼管2的長(zhǎng)度為8-10m，相鄰的不銹鋼管間距s為20cm。蓄熱器殼體內(nèi)各不銹鋼管2之間為填料區(qū)域3。蓄熱器殼體的橫截面為正方形,便于施工。
[0023]各不銹鋼管2外分別包覆蓄熱填料層，蓄熱填料層由內(nèi)到外依次為環(huán)狀的黏土層4和混凝土層5 ;黏土層4壓緊后，混凝土層5通過鋼絲捆扎固定在黏土層4外，每隔50cm捆扎一道，以使其連接緊固；各不銹鋼管2的蓄熱填料層之間空隙為砂礫填充區(qū)6。混凝土層5也為環(huán)狀，且混凝土層5分為四個(gè)弧段，各弧段間留有空隙。
[0024]本實(shí)施例中，不銹鋼管2的外徑為12mm,厚度為1-1.5mm ;黏土層4的半徑Rl為20mm ;混凝土層5的半徑R2為80mm,混凝土層5兩相鄰弧段的間隙為3mm。
[0025]工作時(shí)，從太陽(yáng)能集熱器中流出的溫度在200_300°C的高溫流體I從不銹鋼管2內(nèi)流過，其散發(fā)的熱量由黏土層4、混凝土層5及砂礫儲(chǔ)存蓄熱，并在太陽(yáng)能不夠時(shí)釋放出來。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽(yáng)能顯熱蓄熱器，其特征在于，蓄熱器殼體內(nèi)按蜂窩狀等間距布置多根不銹鋼管(2);各不銹鋼管(2)外分別包覆蓄熱填料層，蓄熱填料層由內(nèi)到外依次為黏土層(4)和混凝土層(5);混凝土層(5)通過鋼絲捆扎固定在黏土層(4)外；各不銹鋼管(2)的蓄熱填料層之間空隙為砂礫填充區(qū)(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能顯熱蓄熱器，其特征在于，所述黏土層(4)和混凝土層(5)為環(huán)狀，且混凝土層(5)分為四個(gè)弧段，各弧段間留有空隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能顯熱蓄熱器，其特征在于，所述不銹鋼管(2)的數(shù)量為100-150根，不銹鋼管⑵的長(zhǎng)度為8-10m，相鄰的不銹鋼管間距為15-30cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能顯熱蓄熱器，其特征在于，所述蓄熱器殼體的橫截面為正方形。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種太陽(yáng)能顯熱蓄熱器，其特征在于，所述不銹鋼管(2)的外徑為12mm,黏土層⑷的半徑20mm;混凝土層(5)的半徑為80mm,混凝土層(5)兩相鄰弧段的間隙為3mm。
【文檔編號(hào)】F28D20/00GK204084906SQ201420577343
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】侯宏娟, 漢京曉, 李沛文, 楊勇平 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)