一种用于蒸汽锅炉蓄能的固体蓄热装置

技术领域

本发明涉及固体蓄热装置技术领域，具体涉及一种用于蒸汽锅炉蓄能的固体蓄热装置。

背景技术

蓄热系统是指采用适当的方式，利用特定的装置，将暂时不用或多余的热量通过一定的蓄热材料储存起来，需要时再释放出来加以利用的系统。固体蓄热装置蓄热系统的一种，是一种采用固体介质来储存和释放热量的设备，通常用于太阳能、地热能等可再生能源系统中。它通过储存和释放热量来实现对能源的高效利用和节约。

固体蓄热装置用在蒸汽锅炉生产蒸汽中时，在电力低谷期间，利用电作为能源来加热蓄热介质，并将其储蓄在蓄热装置中；在用电高峰期间将蓄热装置中的热能释放出来加热蒸汽满足供热需要，从而平衡电网峰谷荷差，减轻电厂建设压力；充分利用廉价的低谷电，降低运行费用。

现有固体蓄热装置的蓄热固体砖通过流动的风流与锅炉中的水产生热交换，进而将电力低谷时储存的热能释放将锅炉中的水加热，但是现有的蓄热装置，其蓄热装置与锅炉之间气体通道为畅通的状态，使得蓄热装置中的热量在蓄能的过程中，通过气流通道散热，从而造成热量散失。

发明内容

本发明目的是解决上述技术问题，提供一种用于蒸汽锅炉蓄能的固体蓄热装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种用于蒸汽锅炉蓄能的固体蓄热装置，包括蓄热箱，所述蓄热箱内部设有储存柜，所述储存柜中设有储存空腔，所述蓄热箱内位于储存柜的两端空腔分别设置为进气腔和出气腔，且所述储存柜内存储有蓄热砖，所述蓄热砖上附着有加热丝，加热丝通电加热蓄热砖进而储存热能；

所述蓄热箱的一侧固定连接有热交换器，所述热交换器的一端设置有高温风机，所述进气腔的下方设置有与进气腔相连通的第一风道，所述出气腔的下方设置有与出气腔相连通的第二风道，所述高温风机的出风口与第一风道的一侧端部相连通，所述热交换器的进风口端与第二风道的一侧端部相连通，所述高温风机对热交换器内腔进行抽气使得出气腔的热气依次经过第二风道、热交换器进行热交换并将热交换后的气体输送至进气腔中，所述进气腔以及出气腔中设置有将气道隔断的阻隔机构。

进一步的，所述阻隔机构包括固定在储存柜端部的固定板和滑动贴合在固定板上的移动板，所述固定板上开设有第一通气孔，所述移动板上开设有第二通气孔，所述移动板移动至第一位置时第一通气孔与第二通气孔的孔心重合使得进气腔、出气腔与储存柜的内腔相连通，所述移动板移动至第二位置时第一通气孔与第二通气孔错位布置使得进气腔、出气腔与储存柜的内腔相密封。

进一步的，所述储存柜的底部固定连接有隔板，所述隔板上位于进气腔和出气腔的区域开设有通气槽，所述通气槽内设置有第一闸板，所述第一闸板的端部铰接连接在通气槽的侧壁上，所述通气槽上转动连接有丝杆，所述丝杆上设有螺纹且通过螺纹配合连接有活动螺母，所述活动螺母上铰接连接有推杆，所述推杆远离活动螺母一端铰接连接在第一闸板的底部，所述活动螺母在丝杆转动驱动下带动推杆移动进而驱动第一闸板旋转打开通气槽，且活动螺母在丝杆反向转动驱动下第一闸板转动至通气槽内关闭通气槽。

进一步的，所述移动板的底部和顶部均开设有滑槽，所述隔板上以及蓄热箱内壁顶部均固定连接有导轨，所述导轨位于滑槽中，所述移动板沿导轨滑动从而使得第一通气孔与第二通气孔错位关闭风道或者正对连通风道。

进一步的，所述活动螺母的远离第一闸板一端铰接连接有连杆，所述隔板中开设有安装槽，所述连杆位于安装槽中并与隔板滑动配合；所述移动板的底部一侧固定连接有第一齿条，所述隔板上转动连接有第一转轴，所述第一转轴的上端延伸至隔板上方并固定连接有第一齿轮，所述第一齿条与第一齿轮通过齿轮啮合传动，所述第一转轴的下端固定连接有第二齿轮，所述连杆的远离第一闸板一端固定连接有第二齿条，所述第二齿条与第二齿轮通过齿轮啮合传动；第一闸板向远离移动板方向移动时通过连杆带动第一齿轮旋转从而使得移动板移动使得第一通气孔与第二通气孔正对连通，从而使得通气槽畅通时保持第一通气孔与第二通气孔畅通；第一闸板向靠近移动板方向移动至水平布置时通过连杆带动第一齿轮旋转从而使得移动板移动使得第一通气孔与第二通气孔错位布置，从而使得通气槽畅关闭时第一通气孔与第二通气孔错位关闭。

进一步的，所述蓄热箱外侧安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴与丝杆固定连接。驱动电机驱动丝杆旋转。

进一步的，热交换器包括筒体和固定连接在筒体两端的端板，所述端板上开设有网孔，所述网孔中固定连接有圆管，所述圆管的两端敞口，圆管的一端敞口与高温风机相连，圆管的另一端敞口通过管道与出气腔下端的通气槽相连；所述筒体的一端连接有进水接头，所述筒体的另一端连接有出水接头，储存柜内的热气从圆管中穿过从而将筒体内腔与圆管外壁之间的水进行加热形成蒸汽。

进一步的，所述高温风机包括风机壳，所述风机壳的上端和一侧端为敞口结构，且风机壳的上端与位于进气腔的通气槽相连，所述风机壳的侧部敞口与热交换器的一侧端板相连，所述风机壳中转动连接有第二转轴，所述第二转轴上固定连接有圆盘板，所述圆盘板上固定连接有离心扇叶，所述离心扇叶用于将热交换器中圆管中气体抽出至进气腔中。

进一步的，所述第二转轴延伸至蓄热箱的外侧，所述蓄热箱的外侧固定连接有高温电机，所述高温电机的输出轴与第二转轴的端部固定连接从而驱动第二转轴旋转。

进一步的，所述蓄热箱的箱壁上覆盖有隔热层，所述储存柜采用隔热材料制成。

本发明提供的一种用于蒸汽锅炉蓄能的固体蓄热装置，具有以下有益效果：通过移动板与固定板的相对运动，从而实现在需要进行放热时，移动板与固定板上的第一通气孔与第二通气孔正对贯通，通过高温风机对气体进行输送，从而将储存柜中的热量从出气腔抽出至热交换器中进行热交换，并从进气腔一侧进入至储存柜中，气体在储存柜中蓄热砖的加热下，循环流通实现将蓄热砖中的热能转化为热交换器中水介质的热能，从而实现将电力低谷的电能进行储存在高峰时段进行使用；在电力低谷时段不使用蓄热砖的热量，不需要放热时，移动板移动，使得第一通气孔与第二通气孔错位，进而使得第一通气孔与第二通气孔之间气流通道关闭，且第一闸板至水平状态将通气槽关闭，使得进气腔和出气腔形成密闭的隔热腔室，使得储存柜中的热量不易流出，从而提高蓄热效果。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述：

图1为本发明提供的一种用于蒸汽锅炉蓄能的固体蓄热装置的正视内部结构示意图；

图2为本发明提供的一种用于蒸汽锅炉蓄能的固体蓄热装置的立体位置示意图；

图3为图1中F-F位置断面示意图；

图4为图1中A部位局部结构示意图；

图5为图4中B部位局部结构示意图；

图6为本发明中固定板与移动板的结构示意图；

图7为本发明中圆盘板与离心扇叶的结构示意图。

图中标号说明：1、蓄热箱；11、进气腔；12、出气腔；13、第一风道；14、第二风道；2、储存柜；21、蓄热砖；3、热交换器；31、筒体；32、端板；33、圆管；34、进水接头；35、出水接头；4、高温风机；41、风机壳；42、第二转轴；43、圆盘板；44、离心扇叶；45、高温电机；5、阻隔机构；51、固定板；511、第一通气孔；52、移动板；521、第二通气孔；522、滑槽；53、隔板；531、通气槽；54、第一闸板；55、丝杆；56、活动螺母；57、推杆；58、导轨；59、连杆；510、第一齿条；511、第一转轴；512、第一齿轮；513、第二齿轮；514、第二齿条；515、驱动电机。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明的实施例中所有方向性指示(诸如上-下-左-右-前-后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系-运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。

如图1-图7所示，一种用于蒸汽锅炉蓄能的固体蓄热装置，包括蓄热箱1，所述蓄热箱1内部设有储存柜2，所述储存柜2中设有储存空腔，所述蓄热箱1内位于储存柜2的两端空腔分别设置为进气腔11和出气腔12，且所述储存柜2内存储有蓄热砖21，所述蓄热砖21上附着有加热丝，加热丝通电加热蓄热砖21进而储存热能；

所述蓄热箱1的一侧固定连接有热交换器3，所述热交换器3的一端设置有高温风机4，所述进气腔11的下方设置有与进气腔11相连通的第一风道13，所述出气腔12的下方设置有与出气腔12相连通的第二风道14，所述高温风机4的出风口与第一风道13的一侧端部相连通，所述热交换器3的进风口端与第二风道14的一侧端部相连通，所述高温风机4对热交换器3内腔进行抽气使得出气腔12的热气依次经过第二风道14、热交换器3进行热交换并将热交换后的气体输送至进气腔11中，所述进气腔11以及出气腔12中设置有将气道隔断的阻隔机构5。通过隔断机构对储存柜2两端的气道进行隔断，使得在不需要放热的时候，降低储存柜2内部的热量流失，从而提高蓄热效果。

本发明中，所述阻隔机构5包括固定在储存柜2端部的固定板51和滑动贴合在固定板51上的移动板52，所述固定板51上开设有第一通气孔511，所述移动板52上开设有第二通气孔521，所述移动板52移动至第一位置时第一通气孔511与第二通气孔521的孔心重合使得进气腔11或出气腔12分别与储存柜2的内腔相连通，所述移动板52移动至第二位置时第一通气孔511与第二通气孔521错位布置使得进气腔11或出气腔12分别与储存柜2的内腔相密封。通过移动板52与固定板51上的第一通气孔与第二通气孔正对贯通，通过高温风机4对气体进行输送，从而将储存柜2中的热量从出气腔12抽出至热交换器3中进行热交换；不使用蓄热砖21的热量，且对蓄热砖21进行加热蓄能时，移动板52移动，使得第一通气孔511与第二通气孔521错位，进而使得第一通气孔511与第二通气孔521之间气流通道关闭，阻止热量流失。

本发明中，所述储存柜2的底部固定连接有隔板53，所述隔板53上位于进气腔11和出气腔12的区域均开设有通气槽531，所述通气槽531内设置有第一闸板54，所述第一闸板54的端部铰接连接在通气槽531的侧壁上，所述通气槽531上转动连接有丝杆55，所述丝杆55上设有螺纹且通过螺纹配合连接有活动螺母56，所述活动螺母56上铰接连接有推杆57，所述推杆57远离活动螺母56一端铰接连接在第一闸板54的底部，所述活动螺母56在丝杆55转动驱动下带动推杆57移动进而驱动第一闸板54旋转打开通气槽531，且活动螺母56在丝杆55反向转动驱动下第一闸板54转动至通气槽531内关闭通气槽531。在电力低谷时段不使用蓄热砖21的热量，且对蓄热砖21进行加热蓄能时，通过丝杆55驱动推杆57进而驱动第一闸板54对通气槽531进行关闭，使得进气腔11与第一风道13之间隔离，且出气腔12与第二风道14之间隔离，使得进气腔11和出气腔12形成密闭的隔热腔室，使得储存柜2中的热量不易流出，从而提高蓄热效果。

本发明中，所述移动板52的底部和顶部均开设有滑槽522，所述隔板53上以及蓄热箱1内壁顶部均固定连接有导轨58，所述导轨58位于滑槽522中，所述移动板52沿导轨58滑动从而使得第一通气孔511与第二通气孔521错位关闭风道或者正对连通风道。通过滑槽522与导轨58配合，对移动板52的移动进行导向。

本发明中，所述活动螺母56的远离第一闸板54一端铰接连接有连杆59，所述隔板53中开设有安装槽，所述连杆59位于安装槽中并与隔板53滑动配合；所述移动板52的底部一侧固定连接有第一齿条510，所述隔板53上转动连接有第一转轴511，所述第一转轴511的上端延伸至隔板53上方并固定连接有第一齿轮512，所述第一齿条510与第一齿轮512通过齿轮啮合传动，所述第一转轴511的下端固定连接有第二齿轮513，所述连杆59的远离第一闸板54一端固定连接有第二齿条514，所述第二齿条514与第二齿轮513通过齿轮啮合传动；第一闸板54向远离移动板52方向移动时通过连杆59带动第一齿轮512旋转从而使得移动板52移动使得第一通气孔与第二通气孔正对连通，从而使得通气槽531畅通时保持第一通气孔511与第二通气孔521畅通；第一闸板54向靠近移动板52方向移动至水平布置时通过连杆59带动第一齿轮512旋转从而使得移动板52移动使得第一通气孔511与第二通气孔521错位布置，从而使得通气槽531畅关闭时第一通气孔511与第二通气孔521错位关闭。所述蓄热箱1外侧安装有驱动电机515，所述驱动电机515的输出轴与丝杆55固定连接。驱动电机515驱动丝杆55旋转。在丝杆55旋转驱动第一闸板54翻转的过程中，同步驱动移动板52移动，使得移动板52与第一闸板54同步动作，继而使得第一闸板54将通气槽531打开的时候，移动板52上的第二通气孔与固定板51上的第一通气孔正对连通，从而保持气流畅通；在第一闸板54对通气槽531进行关闭的同时，驱动移动板52移动，使得第一通气孔与第二通气孔之间错位将气流通道关闭，从而保持同步阻断气流流通，避免内部热量流失。

本发明中，热交换器3包括筒体31和固定连接在筒体31两端的端板32，所述端板32上开设有网孔，所述网孔中固定连接有圆管33，所述圆管33的两端敞口，圆管33的一端敞口与高温风机4相连，圆管33的另一端敞口通过管道与出气腔12下端的通气槽531相连；所述筒体31的一端连接有进水接头34，所述筒体31的另一端连接有出水接头35，储存柜2内的热气从圆管33中穿过从而将筒体31内腔与圆管33外壁之间的水进行加热形成蒸汽。带有热量的风流从圆管33穿过，水流从进水接头34进入至筒体31内，并填充在圆管33外部空隙中，从而热量通过圆管33传递至水流中，对水流进行加热。

本发明中，所述高温风机4包括风机壳41，所述风机壳41的上端和一侧端为敞口结构，且风机壳41的上端与位于进气腔11的通气槽531相连，所述风机壳41的侧部敞口与热交换器3的一侧端板32相连，所述风机壳41中转动连接有第二转轴42，所述第二转轴42上固定连接有圆盘板43，所述圆盘板43上固定连接有离心扇叶44，所述离心扇叶44用于将热交换器3中圆管33中气体抽出至进气腔11中。所述第二转轴42延伸至蓄热箱1的外侧，所述蓄热箱1的外侧固定连接有高温电机45，所述高温电机45的输出轴与第二转轴42的端部固定连接从而驱动第二转轴42旋转。通过高温电机45驱动第二转轴42旋转，带动离心扇叶44旋转，进而将换热器中的气体抽出通过第一风道13输送至进气腔11中，使得气流循环进行换热。

本发明中，所述蓄热箱1的箱壁上覆盖有隔热层，所述储存柜2采用隔热材料制成。通过隔热层以及隔热材料进行隔热，避免热量流失。

本发明提供的一种用于蒸汽锅炉蓄能的固体蓄热装置，使用时，通过移动板52与固定板51的相对运动，从而实现在需要进行放热时，驱动电机515带动丝杆55旋转，丝杆55驱动活动螺母56移动，活动螺母56驱动连杆59移动，通过齿轮与齿条传动，带动移动板52移动，使得固定板51上的第一通气孔与移动板52上的第二通气孔正对贯通，且活动螺母56驱动第一闸板54将通气槽531打开，使得过出气腔12、第二风道14、热交换器3、第一风道13、进气腔11、储存柜2之间的循环气道打通，通过高温风机4对气体进行抽吸输送，从而将储存柜2中的热量气体从出气腔12、第二风道14抽至热交换器3中进行热交换，热交换后的气体并从高温风机4的出气口进入第一风道13，然后进入进气腔11，从储存柜2一侧回流至储存柜2中，气体在储存柜2中通过蓄热砖21热传导进行循环加热，循环流通实现将蓄热砖21中的热能转化为热交换器3中水介质的热能，从而实现将电力低谷的电能进行储存在高峰时段进行使用；在电力低谷时段不使用蓄热砖21的热量，不需要放热时，驱动电机515反向旋转驱动丝杆55反向旋转，传动驱动移动板52移动，使得第一通气孔与第二通气孔错位，进而使得第一通气孔与第二通气孔之间气流通道关闭，且驱动第一闸板54至水平状态将通气槽531关闭，使得进气腔11和出气腔12形成密闭的隔热腔室，使得储存柜2中的热量不易流出，从而提高蓄热效果。

该技术方案中未涉及部分可采用现有技术加以实现。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物。