复合高导热熔盐储热装置、高温储热系统及其应用的制作方法

本发明属于电力储热领域，具体涉及复合高导热熔盐储热装置、高温储热系统及其应用。

背景技术：

1、目前传统的单罐熔盐蓄热装置内部布置有盘管，流体流经盘管与内部的熔盐进行换热，由于熔盐的导热系数低，需要大温差才能较好的进行换热，当传热温差较小时，换热效率降低。《熔盐相变过程的强化传热数值模拟及实验研究》中利用泡沫金属与熔盐复合，以及翅片管加强熔盐传热的手段，并非从材料本身进行熔盐的强化换热。《吸热管内熔盐基纳米流体流动换热特性的数值模拟》中利用熔盐基纳米流体在吸热管中流动的强化换热，其是通过对熔盐材料本身添加添加剂进行掺杂改性来实现强化换热。目前并没有将导热材料与熔盐复合来改进熔盐强制换热的复合高导热熔盐储热装置。

技术实现思路

1、本发明的第一个目的在于提供一种复合高导热熔盐储热装置，该复合高导热熔盐储热装置储热和放热速率快、效率高；

2、本发明的第二个目的在于提供一种高温储热系统，该高温储热系统储热和放热速率快、效率高；

3、本发明的第三个目的在于提供前述复合高导热熔盐储热装置在供暖领域、工业蒸汽领域和电厂调峰领域的应用。

4、为实现本发明的第一个目的，采用以下的技术方案：

5、一种复合高导热熔盐储热装置，包括熔盐储热材料件，所述熔盐储热材料件内分别平行且间隔设置有多个沿其长度方向的导热材料件；所述导热材料件的导热系数≥50w/mk；

6、所述导热材料件内沿其长度方向开设有贯通的流体通道，用于通入流体以对所述熔盐储热材料件进行储热或放热。

7、本发明的复合高导热熔盐储热装置，优选地，以所述熔盐储热材料件的横截面外边沿所围区域的面积为基础计，所述熔盐储热材料件内所有导热材料件的横截面外边沿所围区域的面积之和为20-80％。

8、本发明的复合高导热熔盐储热装置，优选地，以所述导热材料件的横截面外边沿所围区域的面积为基础计，所述流体通道的横截面积为15-70％。

9、本发明的复合高导热熔盐储热装置，优选地，所述导热材料件为金属导热管，所述流体通道为所述金属导热管的管内通道；和/或

10、所述流体通道的内壁上设置有第一金属隔层；

11、优选地，所述流体通道的内壁与所述第一金属隔层之间还填充有金属铜网。

12、本发明的复合高导热熔盐储热装置，优选地，所述熔盐储热材料件的外部包覆设置有沿其长度方向的保温层，形成保温空间；

13、优选地，所述保温层与所述熔盐储热材料件之间设置有第二金属隔层；

14、优选地，所述保温层的外部设置有壳体。

15、本发明的复合高导热熔盐储热装置，优选地，所述保温层的导热系数<0.06w/mk。

16、优选地，所述保温层的厚度为在所述熔盐储热材料件的温度为900℃时，使所述保温层的外表面温度至多比环境温度高30℃。

17、本发明的复合高导热熔盐储热装置，优选地，所述导热材料件中导热材料为煤基材料和/或金属材料。

18、本发明的复合高导热熔盐储热装置，优选地，所述熔盐储热材料件中熔盐储热材料的熔点为250-1000℃。

19、本发明的复合高导热熔盐储热装置，优选地，所述保温层在所述熔盐储热材料件上沿所述流体通道方向的两端分别预留有低温流道和高温流道，所述低温流道和所述高温流道分别与所述流体通道相连通，所述保温空间包括所述熔盐储热材料件所在的空间、所述低温流道和所述高温流道。

20、为实现本发明的第二个目的，提供一种具有前述复合高导热熔盐储热装置的高温储热系统。

21、为实现本发明的第三个目的，还提供前述复合高导热熔盐储热装置或前述高温储热系统在供暖领域和工业蒸汽领域的应用。

22、本发明的有益效果在于：

23、本发明的复合高导热熔盐储热装置，以熔盐为储热材料，利用高导热材料与熔盐复合来强化熔盐与流体之间的换热效果，利用熔盐的相变来实现储热和放热，优化了储热装置的结构，提高了熔盐与流体间的换热效果，提高了传热速率；

24、本发明的高温储热系统，具有前述的复合高导热熔盐储热装置，换热效果好，储/放热速率快，放热效率高；

25、本发明的复合高导热熔盐储热装置和高温储热系统，可以应用在众多领域，应用广泛。

技术特征：

1.一种复合高导热熔盐储热装置，其特征在于，所述复合高导热熔盐储热装置包括熔盐储热材料件(1)，所述熔盐储热材料件(1)内分别平行且间隔设置有多个沿其长度方向的导热材料件(3)；所述导热材料件(3)的导热系数≥50w/mk；

2.根据权利要求1所述的复合高导热熔盐储热装置，其特征在于，以所述熔盐储热材料件(1)的横截面外边沿所围区域的面积为基础计，所述熔盐储热材料件(1)内所有导热材料件(3)的横截面外边沿所围区域的面积之和为20-80％。

3.根据权利要求1或2所述的复合高导热熔盐储热装置，其特征在于，

4.根据权利要求1-3中任一项所述的复合高导热熔盐储热装置，其特征在于，所述导热材料件(3)为金属导热管，所述流体通道(4)为所述金属导热管的管内通道；和/或

5.根据权利要求1-4中任一项所述的复合高导热熔盐储热装置，其特征在于，所述熔盐储热材料件(1)的外部包覆设置有沿其长度方向的保温层(8)，形成保温空间；

6.根据权利要求5所述的复合高导热熔盐储热装置，其特征在于，所述保温层(8)的导热系数<0.06w/mk；

7.根据权利要求1-6中任一项所述的复合高导热熔盐储热装置，其特征在于，所述熔盐储热材料件(1)中熔盐储热材料的熔点为250-1000℃。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的复合高导热熔盐储热装置，其特征在于，

9.一种具有权利要求1-8中任一项所述复合高导热熔盐储热装置的高温储热系统。

10.如权利要求1-8中任一项所述复合高导热熔盐储热装置或如权利要求9所述高温储热系统在供暖领域和工业蒸汽领域的应用。

技术总结本发明提供一种复合高导热熔盐储热装置，包括熔盐储热材料件，所述熔盐储热材料件内分别平行且间隔设置有多个沿其长度方向的导热材料件；导热材料件的导热系数≥50W/mK；导热材料件内沿其长度方向开设有贯通的流体通道，用于通入流体以对所述熔盐储热材料件进行储热或放热。还提供其高温储热系统及其应用。该复合高导热熔盐储热装置，以熔盐为储热材料，利用高导热材料与熔盐复合来强化熔盐与流体之间的换热效果，优化了储热装置的结构，提高了熔盐与流体间的换热效果，提高了传热速率。其高温储热系统，具有前述的复合高导热熔盐储热装置，换热效果好，储/放热速率快，放热效率高；应用领域广泛。技术研发人员：于东,刘均庆,梁文斌,段春婷,王琦,阮如玉受保护的技术使用者：国家能源投资集团有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12