一种用固体砌块砌筑的蓄热及热转换装置
技术领域
本实用新型涉及一种用固体砌块砌筑的固体蓄热技术领域，它是一种先将热源站富余的蒸汽热能存储在用固体砌块砌筑的固体蓄热体中，需要时再将固体蓄热体中存储的热能转换成饱和蒸汽或过热蒸汽输出给用户的用固体砌块砌筑的蓄热及热转换装置。
背景技术
目前，设置在热源站用于存储富余蒸汽热能的固体存储设备一般只能输出单一的饱和蒸汽，不能输出蒸汽干度可调节的过热蒸汽。有必要研制一种蓄热时能将蒸汽热能存储在固体砌块中，放热时可同时通过饱和蒸汽输出端口和过热蒸汽输出端口向用户释放存储在固体砌块中热能的装置，以进一步满足不同需要的热用户。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种将存储的蒸汽热能同时向用户释放饱和蒸汽和过热蒸汽的用固体砌块砌筑的蓄热及热转换装置。
本实用新型目的是通过如下技术方案来实现的：一种用固体砌块砌筑的蓄热及热转换装置，它包括有：保温壳体，固体蓄热体，调节器，饱和蒸汽罐，过热蒸汽罐，循环泵，补水泵，储水箱，管道，电控制装置，热用户，热源站，其特征在于：在保温壳体的外侧分别设置有与热用户相连通的饱和蒸汽罐和过热蒸汽罐；在保温壳体内侧的固体蓄热体内部水平设置有格栅构件，该格栅构件包括处于同一平面平行设置的两端口带封堵的母一管和母二管及其内侧相互连接的若干根金属支管；所述金属支管设置在固体蓄热体内并能承受蒸汽压力；固体蓄热体内由下至上计数，各奇数层格栅构件的母一管和向上相邻的偶数层格栅构件的母一管相联通，奇数层格栅构件的母一管沿水平面伸出保温壳体安装调节器后与过热蒸汽罐外表面的同一水平面高度开孔联通；固体蓄热体内由下至上计数，各偶数层格栅构件的母二管和向上相邻的奇数层格栅构件的母二管相联通，偶数层格栅构件母二管沿水平面伸出保温壳体，安装调节器后与饱和蒸汽罐外表面同一水平面高度开孔联通；处于最底层格栅构件的母二管也要沿水平面伸出保温壳体安装调节器后与饱和蒸汽罐外表面同一水平面高度开孔联通；过热蒸汽罐与储水箱之间连接有补水泵；过热蒸汽罐与饱和蒸汽罐之间连接有循环泵；热源站与固体蓄热内最顶部格栅构件的母一管之间接有调节器。
本实用新型所述的固体蓄热体是设在保温壳体内部，用建筑烧结砖和耐火砂浆为原料砌筑而成；
本实用新型所述的调节器是带温度、压力检测能力的电动调节阀。
本实用新型所述电控制装置是根据调节器采集的温度、压力参数，控制各调节器内的电动调节阀工作状态的程序控制器。
本实用新型所述的热源站包括太阳光热集热器、燃煤锅炉、燃气锅炉及热能回收装置，能产生蒸汽的热源。
本实用新型所述的饱和蒸汽罐、过热蒸汽罐是指竖立在保温壳体外侧带蒸汽输出接口能承受蒸汽压力的立式金属密封腔体。
工作原理：通过热转换的方式在以烧结砖和耐火砂浆为原料砌筑的固体蓄热体内水平安装金属管制成的格栅构件，多个金属格栅构件由下至上依次串连构成蒸汽传输组合通道。蓄热工作时热源站输出的富余蒸汽，首先送入安装在固体蓄热体最顶部的格栅构件内，降温后的蒸汽依次向相邻的下一层格栅构件传递热能，直至最底层格栅构件内充满蒸汽，并无冷凝水析出时固体蓄热体蓄热结束。放热工作时利用固体蓄热体顶部温度较高，底部温度较低的特点，以处于固体蓄热体内较低部位的格栅构件产生饱和蒸汽，以处于固体蓄热体内较高部位的格栅构件产生过热蒸汽的方法输出热能。随着放热进程，固体蓄热体温度逐步降低，需要固体蓄热体内较高部位的格栅构件继续产生饱和蒸汽，随之要选择更高部位的格栅构件产生过热蒸汽。
本实用新型的有益效果是：砌筑固体蓄热体的烧结砖，主要是普通红砖和炉渣烧结砖具有就地取材来源广泛而且价格低廉的特点；将通蒸汽的金属管道先预制成格栅构件可以提高蓄热体的施工速度和减少现场管道焊接工作量，进而提高设备安装的可靠性。设置饱和蒸汽罐体是向用户提供了一个缓冲器，可以稳定蒸汽输出压力；增加设置过热蒸汽罐体可以向用户提供过热蒸汽，控制调节器的状态可以改变过热蒸汽的过热度满足用户的不同需求。
附图说明
图1为本实用新型用固体砌块砌筑的蓄热装置结构示意简图；
图2为图1的俯视图。
附图中主要部件序号说明如下：1保温壳体,2固体蓄热体,3格栅构件,4调节器,5饱和蒸汽罐体,6过热蒸汽罐体,7循环泵,8补水泵,9储水箱,10管道,11电控制装置,12热用户,13热源站,14饱和蒸汽输出端,15过热蒸汽输出端,16母一管,17母二管,18支管,19封堵,20控制电缆。
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图1并通过具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
实施例：
本实施例如图1、2所示，一种用固体砌块砌筑的蓄热及热转换装置，它包括有：保温壳体1,固体蓄热体2,格栅构件3,调节器4,饱和蒸汽罐体5,过热蒸汽罐体6、循环泵7、补水泵8、储水箱9、管道10,电控制装置11,热用户12,热源站13,饱和蒸汽输出端14,过热蒸汽输出端15,母一管16,母二管17,支管18,封堵19,控制电缆20。在保温壳体1的外侧分别设置有与热用户12相连通的饱和蒸汽罐体5和过热蒸汽罐体6；在保温壳体1内侧的固体蓄热体2内部水平设置有格栅构件3，该格栅构件3包括处于同一平面平行设置的两端口带封堵的母一管16和母二管17及其内侧相互连接的若干根金属支管18；所述金属支管18设置在固体蓄热体内并能承受蒸汽压力；在固体蓄热体2内部水平设置格栅构件3；格栅构件3是在轴线处于同一平面内平行放置的带封堵19的母一管16和母二管17内侧，垂直焊接多根支管18，构成能承受蒸汽压力的金属管状腔体；固体蓄热体2内由下至上各奇数层格栅构件3的母一管16和上边相邻的偶数层格栅构件3的母一管16相联通，奇数层格栅构件3的母一管16沿水平面伸出保温壳体1安装调节器4后与过热蒸汽罐体15在同一水平面处开孔联通；固体蓄热体2内由下至上计数，各偶数层格栅构件3的母二管17和向上相邻的奇数层格栅构件的母二管17相联通，偶数层格栅构件母二管17沿水平面伸出保温壳体1，安装调节器4后与饱和蒸汽罐体14外表面在同一水平面高度处开孔联通；处于最底层格栅构件3的母二管17也要沿水平面伸出保温壳体1安装调节器4后与饱和蒸汽罐体14外表面在同一水平面高度处开孔联通；过热蒸汽罐体6与储水箱9之间接有补水泵8；过热蒸汽罐体6与饱和蒸汽罐体5之间接有循环泵7；热源站13与固体蓄热体2内最顶部格栅构件3的母一管16之间接有调节器4。
结合图1、2叙述本实用新型的蓄热应用过程：一种用固体砌块砌筑的蓄热及热转换装置，将热源站13多余的蒸汽热能通过管道10上的调节器4控制送入固体蓄热体2最顶层的格栅构件3内，格栅构件3中一些蒸汽热能被固体蓄热体2吸收，没有被固体蓄热体2吸收的蒸汽热能向相邻的下一层格栅构件3传递，直至最底层的格栅构件3。在蓄热初期固体蓄热体2的平均温度接近设备所处的环境温度，送入格栅构件3的蒸汽容易冷凝成水，为防止冷凝水堵塞格栅构件3，电控制装置11要实时读取设在各层格栅构件3伸出保温壳体1的母一管16和母二管17上的温度、压力传感器数据，判断所在层母一管16侧或母二管17侧是否存在冷凝水，若有开启本层调节器4的电动调节阀排出冷凝水疏通格栅构件3。当固体蓄热体2的平均温度与热源站13输出的蒸汽温度差值小于50℃时，固体蓄热体2吸收蒸汽热能的效率降低，应停止装置的蓄热过程；
结合图1、2叙述放热过程：当用户需要饱和蒸汽时固体蓄热体2应处于较高的温度状态。首先，开启补水泵8将储水罐9中的软化水注入过热蒸汽罐体6，使水位达过热蒸汽罐体6三分之二的高度，开启高于水位线上临近的格栅构件3两端调节器4的电动调节阀，联通过热蒸汽罐体6与饱和蒸汽罐体5，并保持过热蒸汽罐体6与饱和蒸汽罐体5之间的压力平衡；然后，置入用户蒸汽参数，开启固体蓄热体2较底位置格栅构件3两端调节器4的电动调节阀，使软化水从过热蒸汽罐体6流入饱和蒸汽罐体5吸收固体蓄热体2中的热能，产生的蒸汽释放在饱和蒸汽罐体5的腔体内，流到饱和蒸汽罐体5底部的冷凝水被循环泵7抽回过热蒸汽罐体6，改变一层调节器4电动调节阀门的流量或同时调节多层调节器4电动调节阀门的流量，都可以调节饱和蒸汽罐体5中饱和蒸汽的温度和压力，保证在饱和蒸汽输出端14输出的蒸汽满足用户的需求；当用户有过热蒸汽需求时，先在饱和蒸汽罐体5内建立略高于所需过热蒸汽压力的饱和蒸汽，关闭高于临近水位线上面格栅构件3两端调节器4的电动调节阀，断开过热蒸汽罐体6与饱和蒸汽罐体5之间的低温通道，开启固体蓄热体内高于过热蒸汽温度区间段格栅构件3两端调节器4的电动调节阀，将饱和蒸汽罐体5中的饱和蒸汽送入格栅构件3加热成过热蒸汽存入过热蒸汽罐体6后经过热蒸汽输出端15输出给用户。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
