【】本發(fā)明屬于熱能利用，具體涉及一種環(huán)形固體儲(chǔ)熱系統(tǒng)及其使用方法。

背景技術(shù)

0、
背景技術(shù)：

1、在能源高效利用與轉(zhuǎn)化的技術(shù)體系中，儲(chǔ)熱裝置作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在能源供應(yīng)穩(wěn)定的工況下，能夠憑借穩(wěn)定的熱能輸入輸出，實(shí)現(xiàn)高效的能量存儲(chǔ)與釋放，維持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。但在太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換以及工業(yè)余熱回收等應(yīng)用場(chǎng)景中，熱源受自然環(huán)境、生產(chǎn)工藝間歇性等因素制約，穩(wěn)定性欠佳，呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的時(shí)間波動(dòng)特性。這種波動(dòng)直接干擾集熱管內(nèi)換熱流體的熱交換過程，致使其進(jìn)出口溫度大幅波動(dòng)。依據(jù)熱力學(xué)與傳熱學(xué)原理，換熱流體溫度的不穩(wěn)定，會(huì)打破系統(tǒng)內(nèi)部能量平衡，進(jìn)而顯著降低系統(tǒng)發(fā)電效率，同時(shí)破壞系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，影響能源供應(yīng)的可靠性。

2、鑒于此，研發(fā)一款與不穩(wěn)定負(fù)荷變化高度適配的固體儲(chǔ)熱系統(tǒng)，通過優(yōu)化儲(chǔ)熱材料性能、創(chuàng)新儲(chǔ)熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)波動(dòng)熱源的適應(yīng)性，對(duì)提升能源綜合利用效率、保障能源穩(wěn)定供應(yīng)具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

0、
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1、本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)形固體儲(chǔ)熱系統(tǒng)及其使用方法，以解決現(xiàn)有固體儲(chǔ)熱系統(tǒng)與不穩(wěn)定負(fù)荷變化的應(yīng)用場(chǎng)景適配性較差的問題。

2、本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種環(huán)形固體儲(chǔ)熱系統(tǒng)，包括：

3、一環(huán)形管路，其上均勻串聯(lián)有n個(gè)固體儲(chǔ)熱模塊，n≥2；各個(gè)固體儲(chǔ)熱模塊的兩旁均設(shè)置有閥門；

4、一集水器，其上并聯(lián)有n個(gè)集水旁路管道，每個(gè)集水旁路管道分別連接至環(huán)形管路上位于兩兩相鄰的固體儲(chǔ)熱模塊之間的位置處；各個(gè)集水旁路管道上均設(shè)置有用于控制其通斷的閥門；

5、一分水器，其上并聯(lián)有n個(gè)分水旁路管道，每個(gè)分水旁路管道分別連接至環(huán)形管路上位于兩兩相鄰的固體儲(chǔ)熱模塊之間的位置處；各個(gè)分水旁路管道上均設(shè)置有用于控制其通斷的閥門；

6、其中，集水器，用于接收換熱流體，并將換熱流體經(jīng)各個(gè)集水旁路管道輸入至環(huán)形管路；固體儲(chǔ)熱模塊，用于通過控制其兩側(cè)的閥門的開閉，以實(shí)現(xiàn)對(duì)流經(jīng)其內(nèi)部的換熱流體進(jìn)行儲(chǔ)熱或放熱；各個(gè)分水旁路管道，用于將經(jīng)儲(chǔ)熱或放熱后的換熱流體輸出并匯總至分水器；

7、集水旁路管道和分水旁路管道的導(dǎo)通數(shù)量x隨經(jīng)集水器輸入的換熱流體的實(shí)時(shí)的總流量的變化而調(diào)整，x＝q/q；其中，x≤n，q為經(jīng)集水器輸入的換熱流體的實(shí)時(shí)的總流量，q為單個(gè)固體儲(chǔ)熱模塊的推薦流量。

8、進(jìn)一步的，每個(gè)固體儲(chǔ)熱模塊上均設(shè)有溫度傳感器。

9、本發(fā)明還提供了一種環(huán)形固體儲(chǔ)熱系統(tǒng)的使用方法，基于環(huán)形固體儲(chǔ)熱系統(tǒng)，使用方法包括以下內(nèi)容：

10、根據(jù)經(jīng)集水器輸入的換熱流體的實(shí)時(shí)的總流量q以及單個(gè)固體儲(chǔ)熱模塊的推薦流量q，計(jì)算當(dāng)前集水旁路管道以及分水旁路管道的開啟條數(shù)x＝q/q，x≤n；

11、在集水器上選擇x條集水旁路管道開啟，以將換熱流體輸送至環(huán)形管路；其中，x條集水旁路管道關(guān)于環(huán)形管路的中心均勻間隔設(shè)置；

12、每條開啟的集水旁路管道將換熱流體輸送至與其相鄰的一固體儲(chǔ)熱模塊進(jìn)行儲(chǔ)熱或放熱，并依次傳遞至相鄰的其他固體儲(chǔ)熱模塊；

13、當(dāng)?shù)趍個(gè)固體儲(chǔ)熱模塊的換熱流體溫度達(dá)到設(shè)定溫度，則將第m個(gè)固體儲(chǔ)熱模塊的出口分別與和其相鄰的分水旁路管道連通，以將達(dá)到設(shè)定溫度的換熱流體輸送至分水器。

14、進(jìn)一步的，經(jīng)集水器輸入的換熱流體的實(shí)時(shí)的總流量q小于啟動(dòng)流量時(shí)，則各個(gè)集水旁路管道以及各個(gè)分水旁路管道均為關(guān)閉狀態(tài)。

15、進(jìn)一步的，環(huán)形管路上，各個(gè)固體儲(chǔ)熱模塊內(nèi)的換熱流體的流動(dòng)方向一致。

16、本發(fā)明的有益效果是：通過對(duì)集水旁路管道、分水旁路管道以及環(huán)狀管路上的閥門進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)固體儲(chǔ)熱系統(tǒng)的分區(qū)換熱，每個(gè)區(qū)內(nèi)的旁路管道及其涉及的固體儲(chǔ)熱模塊的工作方式均可以根據(jù)獨(dú)立管理，各個(gè)分區(qū)之間的換熱流體的工作方式也互不影響，同時(shí)還可以根據(jù)分區(qū)個(gè)數(shù)提升輸出功率，滿足不穩(wěn)定負(fù)荷變化的熱源發(fā)電站的高低負(fù)荷頻繁變化對(duì)儲(chǔ)熱系統(tǒng)穩(wěn)定輸出的需求。對(duì)不穩(wěn)定負(fù)荷變化的熱源發(fā)電站的適配性較高，獨(dú)立運(yùn)行安全可靠、選型成本大幅度降低。同時(shí)，通過對(duì)儲(chǔ)熱模塊以及環(huán)狀管道中溫度的監(jiān)測(cè)以及閥門的控制，從環(huán)形固體儲(chǔ)熱系統(tǒng)輸出的換熱流體在球形集水器中進(jìn)行匯流，球形集水器不僅起到溫度監(jiān)測(cè)的作用，同時(shí)又充當(dāng)了穩(wěn)溫器的存在，從而確保溫度輸出穩(wěn)定，可控性程度高。

技術(shù)特征：

1.一種環(huán)形固體儲(chǔ)熱系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的一種環(huán)形固體儲(chǔ)熱系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)所述固體儲(chǔ)熱模塊(2)上均設(shè)有溫度傳感器。

3.一種環(huán)形固體儲(chǔ)熱系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，基于權(quán)利要求1或2所述的環(huán)形固體儲(chǔ)熱系統(tǒng)，所述使用方法包括以下內(nèi)容：

4.如權(quán)利要求3所述的一種環(huán)形固體儲(chǔ)熱系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，使用中，經(jīng)所述集水器(3)輸入的換熱流體的實(shí)時(shí)的總流量q小于啟動(dòng)流量時(shí)，則各個(gè)所述集水旁路管道(4)以及各個(gè)所述分水旁路管道(6)均為關(guān)閉狀態(tài)。

5.如權(quán)利要求3或4所述的一種環(huán)形固體儲(chǔ)熱系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，所述環(huán)形管路(1)上，各個(gè)所述固體儲(chǔ)熱模塊(2)內(nèi)的換熱流體的流動(dòng)方向一致。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種環(huán)形固體儲(chǔ)熱系統(tǒng)及其使用方法，包括：一環(huán)形管路，其上均勻串聯(lián)有n個(gè)固體儲(chǔ)熱模塊，n≥2；各個(gè)固體儲(chǔ)熱模塊的兩旁均設(shè)置有閥門；一集水器，其上并聯(lián)有n個(gè)集水旁路管道，每個(gè)集水旁路管道分別連接至環(huán)形管路上位于兩兩相鄰的固體儲(chǔ)熱模塊之間的位置處；各個(gè)集水旁路管道上均設(shè)置有用于控制其通斷的閥門；一分水器，其上并聯(lián)有n個(gè)分水旁路管道，每個(gè)分水旁路管道分別連接至環(huán)形管路上位于兩兩相鄰的固體儲(chǔ)熱模塊之間的位置處；各個(gè)分水旁路管道上均設(shè)置有用于控制其通斷的閥門。其解決了現(xiàn)有固體儲(chǔ)熱系統(tǒng)與不穩(wěn)定負(fù)荷變化的應(yīng)用場(chǎng)景適配性較差的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：劉清江,張智博
受保護(hù)的技術(shù)使用者：思安新能源股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15