立式储热塔
【技术领域】
本实用新型属于储热技术领域，具体涉及一种立式储热塔。
【背景技术】
波动性的可再生能源大规模接入电网为利用现有余热电站储热调峰提供了可能，储热设备对于整个系统至关重要，而余热电站热源多为含尘量较大的烟气。现有的气体储热设备主要有蓄热式热风炉、电储热设备和联合循环燃气轮机(CCGT)电厂中的储热设备。但是在这些现有储热设备中，只能实现大规模储热，并无法实现对气体中的灰尘进行排尘，容易造成堵塞。因此急需一种储热成本低廉、可以使用于含尘烟气中的大规模储热设备。针对部分场地受限制余热电站，有必要开发一种占地面积较小，在高度方向较高的适用于含尘的烟气储热装置。
【实用新型内容】
本实用新型的目的是提供一种立式储热塔，以解决现有气体储热设备占地面积大、无法有效除尘的问题。
本实用新型采用以下技术方案：立式储热塔，一空心塔体，塔体顶部设有气体入口，内部设有：
一储热体，其内沿竖直方向设置有气体进出的通道，气体通道的周围设置有换热材料，用于对气体换热；
一支撑篦，为表面设有多个通孔的板式结构，设置在储热体的底部；
一气体腔室，位于支撑篦下方；
一底座，位于气体腔室下方，其上均匀开设有多个卸灰槽，每个卸灰槽的底部设置有卸灰阀；
一布风管路，位于塔体的外侧，其端部与气体腔室连通；
储热体，用于接收气体并通过其内的换热材料对气体进行换热。
进一步的，还包括多个支柱，连接设置于支撑篦和底座之间起支撑作用，每个支柱的顶部设有多个凸台。
进一步的，卸灰槽的内壁靠近气体腔室的边缘上均开始有凹槽，凹槽用于作为支柱的底端的支撑面。
进一步的，布风管路包括：
n组一级布风支管，每组一级布风支管均为C形管路，其均匀的设置在塔体的各个侧面；
n/2组二级布风支管，每组二级布风支管均为C形管路，用于将每两组一级布风支管的出口端连接；
一组布风总管，其将n/2组二级布风支管的出口端汇总，用于将气体导出。
进一步的，塔体为长方体，则布风管路包括：
四组一级布风支管，每组一级布风支管均为C形管路，其分别设置在塔体的四个侧面；
两组二级布风支管，每组二级布风支管均为C形管路，用于将每两组一级布风支管的出口端连接；
一组布风总管，其将两组二级布风支管的出口端连接，用于将气体导出。
进一步的，底座的底部设有若干个支腿，各个支腿之间形成供拉链机摆放的空间；
拉链机上设有输送皮带机构，其位于底座底部的各个支腿形成的空间内，且位于卸灰阀的正下方，用于收集卸灰阀排放的灰尘。
本实用新型的有益效果是：立式储热塔内部设置储热结构、底部设置排灰结构，可以在满足大规模储热的基本要求下同时满足排灰功能；同时采用竖直设置的塔体，在保证整体设备的占地面积最小的前提下，在高度方向上可以进行变化来满足不同的储热需要；同时储热装置内部的流场均匀性较好；本立式储热塔特别适用于产线设置紧凑、空间有限的情况，能更方便的布置于工厂中。
【附图说明】
图1为本实用新型立式储热塔的立体示意图；
图2为本实用新型立式储热塔的俯视图；
图3为本实用新型立式储热塔的纵向剖视示意图；
图4为本实用新型立式储热塔的底座结构示意图；
图5为本实用新型立式储热塔的支柱结构示意图。
其中，1、底座，2、支承篦中心支柱，3、支承篦侧壁支柱，4、支承篦，5、塔体，6.一级布风支管，7、储热体，8、布风总管，9、卸灰阀，10、拉链机，11.凹槽，12.卸灰槽，13.二级布风支管，14.支腿，15.凸台。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型提供了一种立式储热塔，如图1-图5所示，包括空心塔体5，其底部设置底座1，其外部连通有布风管路。其中，塔体5的顶部设有气体入口，内部由上至下依次设有储热体7、支撑篦4和气体腔室。该储热体7可以为固体储热或相变储热等现有储热装置，其内部沿竖直方向设置有供气体进出的通道，气体通道的周围设置有换热材料，以便于对气体换热。所述储热体7，用于接收气体并通过其内的换热材料对气体进行换热，换热后的所述气体向下流经所述支撑篦4到达所述气体腔室，再经布风管路排出，同时气体中的灰尘沉积至卸灰槽12后排出。该支撑篦4为板式结构，其平面上均匀设有多个通孔来供气体通过，紧邻储热体7的底部设置。该气体腔室位于支撑篦4下方，由塔体5的外壳包围而成，用于容纳换热后的气体。
其中，如图4所示，底座1设置于塔体5底部，且紧邻气体腔室下方设置。底座1内部包括多个收敛形卸灰槽12，该卸灰槽12是由多个横纵交错的隔板形成。每个卸灰槽13的底部连接设置有卸灰阀9。卸灰槽12的内壁靠近气体腔室的边缘上均开始有凹槽11，凹槽11用于放置支柱的底端。
底座1的底部设有若干个支腿14，各个支腿14之间形成供拉链机6摆放的空间；拉链机6上设有输送皮带机构，其位于底座1底部的各个支腿14形成的空间内，且位于卸灰阀9的正下方，用于收集卸灰阀9排放的灰尘。
支撑篦4和底座1之间还设置有多个支柱起支撑作用，如图5所示，每个支柱的顶部设有多个凸台15，设置凸台15的目的是为了尽量少的遮挡支撑篦4上的通孔，可以增加气体通过的面积。该支柱包括多个支承篦中心支柱2和多个支承篦侧壁支柱3，支承篦中心支柱2位于气体腔室的中间位置，支承篦侧壁支柱3位于气体腔室的四周。
如图1所示，塔体5通常为柱体，其外侧的布风管路包括：n组一级布风支管6，每组一级布风支管6均为C形管路，其均匀的设置在塔体5的各个侧面，每组一级布风支管6的两端的开口均与所述气体腔室连通，其管体上设置有一级气体出口端；n/2组二级布风支管13，每组二级布风支管13均为C形管路，用于将每两组一级布风支管6一级气体出口端连接，其管体上设置有二级气体出口端；一组布风总管8，其将n/2组二级布风支管13的出口端汇总，用于将气体导出。
当塔体5为长方体时，其外侧的布风管路包括：四组一级布风支管6，每组一级布风支管6均为C形管路，其分别设置在塔体5的四个侧面，每组一级布风支管6的两端的开口均与所述气体腔室连通，其管体上设置有一级气体出口端；两组二级布风支管13，每组二级布风支管13均为C形管路，用于将每两组一级布风支管6的一级气体出口端连接，其管体上设置有二级气体出口端；一组布风总管8，其将两组二级布风支管13的出口端连接，用于将气体导出。
布风管路位于塔体5的外侧、且与气体腔室连通，用于将塔体5内位于气体腔室的气体导出。塔体5内的储热体7，用于对流经的气体进行换热，换热后的气体向下流经支撑篦4、再到达气体腔室、再经布风管路排出，同时气体中的灰尘沉积至卸灰槽12后排出。
塔体5顶部接收气体，塔体5内部储热体7对气体进行换热，换热后的气体向下流经支撑篦4到达气体腔室，换热后气体经布风管路排出，同时换热后气体中的灰尘沉积至底座1上的卸灰槽12，后经卸灰阀9排出。卸灰阀9排出灰尘至其底部的拉链机6，拉链机6通过皮带机构将灰尘转移。
本实用新型的立式储热塔的使用方法为：由于热空气密度小，储热时热烟气从上部进入；放热时冷烟气从底部进入。这样布置可以减少储热与放热间隔中内部的自然对流，防止上下部分发生混温。在储热流程中，烟气从储热体7的上部进烟口进入，从上至下降温，同时储热单元被加热，热量被储存至储热单元中，烟气从侧壁排出至布风管路排出，飞灰被收集至底部卸灰槽12，达到设计储热时间后停止加热。在静置阶段，卸灰阀9开启，飞灰被排出并经拉链机10运走，卸灰阀9关闭。在放热阶段，烟气从布风总管8二级布风支管13和一级布风支管6进入塔体5内部，从下至上对储热体7逐级升温，逐渐升温至480℃左右，排放至后端用热设备。
实施例
本实用新型采用20MWh的储热装置，塔体3高30米，长宽各为5m；储热装置装置外包覆50cm厚度聚氨酯保温板。储热装置内部的储热单元由厚度25cm、高5m、宽1m储热混凝土板阵列组成，板间距5cm。底座1上的卸灰槽12的数量按2×2布置。在储热流程中，500℃烟气从储热体7的上部进烟口进入，从上至下降温至100℃，同时储热单元被加热，热量被储存至储热单元中，烟气从侧壁排出至一级布风支管6和二级布风支管13，最后经布风总管8汇集至同一管道排出，飞灰被收集至底部的卸灰槽12中。8h后停止加热。在8h静置阶段，卸灰阀9开启，飞灰被排出并经拉链机10运走，卸灰阀9关闭。在放热阶段，100℃烟气从布风总管8经二级布风支管13和一级布风支管6进入塔体5内部，从下至上将储热单元逐级升温，逐渐升温至480℃左右，最后排放至后端用热设备。
本实用新型的立式储热塔内部设置储热结构、底部设置排灰结构，可以在满足大规模储热的基本要求下同时满足排灰功能；同时采用竖直设置的塔体，在保证整体设备的占地面积最小的前提下，在高度方向上可以进行变化来满足不同的储热需要；同时储热装置内部的流场均匀性较好；本立式储热塔特别适用于产线设置紧凑、空间有限的情况，能更方便的布置于工厂中。
