[发明专利]一种利用热管的炉渣余热蓄热装置及其方法

说明书

本发明公开了一种利用热管的炉渣余热蓄热装置及其方法，该装置利用热管强化相变蓄热器吸热和放热的过程，而且利用热管作为蓄热器的开关，实现余热回收利用的目的。该装置包括蓄热器本体、第一高温热管组、第二高温热管组、热管头部保护套等。该装置有三种工作状态，分别是吸热状态、蓄热状态和放热状态。吸热状态时，蓄热器倒置，利用热管从余热源吸热；蓄热状态时，热管中的介质在头部凝固，正立放置；放热状态时，仅高温热管二工作，蓄热器中的热量通过热管向上端传递。该装置不仅可以有效吸收炉渣余热，而且利用热管实现蓄热器高效吸热放热。

技术领域

本发明属于余热利用及新能源技术领域，具体涉及一种利用热管的炉渣余热蓄热装置及其方法。

背景技术

锅炉的热损失主要包括排烟热损失、散热损失、化学不完全燃烧损失、机械不完全燃烧损失、排污热损失以及灰渣物理热损失等。灰渣物理热损失就是锅炉排出的灰渣，还具有较高的温度，它所携带的物理显热。从锅炉中排出的灰渣仍有很高的温度(800-900℃)。这部分热量尚未在锅炉上加以利用因而造成损失。因此在锅炉排渣和出灰时，应尽可能降低飞灰和渣的温度，减少物理显热，降低灰渣物理热损失。

相变储热相较于显热储热，有以下优点：储热和释热过程近似等温，温控方便；储热密度较高，约为显热储热系统的1.5-2倍。但目前相变蓄热存在释热困难的问题，本发明创造性地利用热管强化相变材料的导热过程。

因此，本发明利用热管吸收炉膛余热的蓄热装置，不仅可以回收炉渣余热，而且可以利用余热实现能源的梯级利用。

发明内容

本发明公开了一种利用炉渣余热蓄热的温差发电装置及其发电方法，旨在回收炉渣余热实现能源梯级利用。

本发明公开了一种利用热管的炉渣余热蓄热装置，其包括蓄热器本体、第一高温热管组、第二高温热管组和保护套；

所述蓄热器本体内填充有相变材料，所述第一高温热管组由若干第一热管排列组成，第二高温热管组由若干第二热管排列组成；第一热管和第二热管均竖向排列，其尾端均设置在所述蓄热器本体内部与相变材料接触，头端均位于蓄热器本体外部；所述第一高温热管组的工作温度高于相变材料的相变温度，所述第一高温热管组的工作温度低于所述相变材料的相变温度；

所述保护套上设有若干导热热管套，导热热管套的数量、分布形式和尺寸均与位于蓄热器本体外部的热管的数量、分布形式和尺寸相匹配，保护套与蓄热器本体可拆卸连接。

进一步的，所述的蓄热器本体的外壳为绝热外壳。

进一步的，所述的第一高温热管组和第二高温热管组位于蓄热器本体内的部分的外壁上设有针肋，增大与相变材料的接触面积。

进一步的，相变材料的相变温度在650-750℃；第一热管的工作温度比相变材料的相变温度高40-80℃，第二热管的工作温度比相变材料的相变温度低40-80℃。

进一步的，所述的第一热管和第二热管交叉排列，或者分别排列在蓄热器本体(1)的不同区块。

进一步的，所述第一热管内的介质为钠、钾或铿；第二热管内的介质为钠、钾或铿。

进一步的，所述的相变材料为氯化物、碳酸盐。

本发明进一步公开了所述余热蓄热装置的蓄热方法：

蓄热时，首先在第一热管和第二热管裸露在蓄热器本体外部的头部戴上保护套，蓄热器整体翻转倒置，将第一热管和第二热管的头部伸入炉渣中，保护套保持热管洁净不受破坏，第一热管和第二热管内的工质由于重力原因都流向热管头部，工质受到炉渣余热加热后变成饱和蒸汽，向蓄热器内部的热管尾端放热，相变材料吸收热管尾端的热量，并融化蓄热；

完全融化后的蓄热器以倒置方式移出炉渣，此时，热管内工质在头部，蓄热器内的相变材料无法向热管内工质传热，因而热管处于不工作状态，不会对外散热；