本實用新型專利技術公開一種基于鋅升華和氧化的儲能裝置，包括外壁設置絕熱層的蓄熱爐；所述蓄熱爐內部形成蓄熱腔，蓄熱腔中設置有電加熱系統，所述蓄熱爐還設置有投料口和氣體出口，所述投料口用于向所述蓄熱腔中加入固體鋅，所述氣體出口用于排出鋅蒸氣；所述氣體出口通過鋅蒸氣管道連通至氧化反應器，所述氧化反應器設置有氧氣入口，所述氧化反應器外層環繞有第一蓄水腔，所述第一蓄水腔用于與用戶管網連通，所述第一蓄水腔用于通過水吸收所述氧化反應器中的反應熱生成水蒸氣，并向所述用戶管網提供水蒸氣。本實用新型專利技術提出的技術方案旨在解決現有的儲能技術中單位體積的蓄熱載體吸收的熱量較少的問題。的熱量較少的問題。的熱量較少的問題。
【技術實現步驟摘要】
一種基于鋅升華和氧化的儲能裝置
[0001]本技術涉及儲能
，具體涉及一種基于鋅升華和氧化的儲能裝置。
技術介紹
[0002]隨著中國工業現代化的飛速發展，工業用電負荷飛速增長；另一方面，隨著人民生活水平的提升，商業和居民用電負荷也日益提升。然而，不管是工業用電，還是商業或居民用電，夜間的用電負荷明顯低于日間用電負荷。日漸拉大的峰谷用電負荷差加劇了電力需求不平衡，從而對電網的穩定運行和電力的穩定供應造成了更為嚴重的沖擊；因低谷電價格較低，如何充分利用低谷電，將低谷電能進行儲存及有效利用，從而實現電網的削峰填谷，是當下亟待解決的問題。
[0003]在夜間的低谷電時段將電能轉化為熱能進行能量儲存，是一種新型的儲能方式。在這種儲能方式中，白天通過換熱的方式將存儲的熱能交換出來進行利用，從而提高低谷電利用率。
[0004]另一方面，由于電網的發展速度和可再生能源發電量的發展速度還不能很好的匹配，當供大于需的時候，會有些相當一部分棄電的產生。因此，如何將棄電儲存起來，為高峰時候提供能量，除了進一步發展國家電網技術，采用更高效的儲能方式也是一種解決途徑。
[0005]現有技術中，常采用水作為蓄熱載體，在低谷電蓄能時通過電阻絲加熱水形成水蒸氣來進行儲能，這種儲能方式的弊端是單位體積的蓄熱載體吸收的熱量較少。采用熔融鹽作為蓄熱載體，能在一定程度上提高單位體積的蓄熱量，但是熔融鹽易堵塞易腐蝕。
技術實現思路
[0006]本技術的主要目的是提供一種基于鋅升華和氧化的儲能裝置，旨在解決現有的儲能技術中單位體積的蓄熱載體吸收的熱量較少的問題。
[0007]為實現上述目的，本技術提出的基于鋅升華和氧化的儲能裝置，包括外壁設置絕熱層的蓄熱爐；
[0008]所述蓄熱爐內部形成蓄熱腔，蓄熱腔中設置有電加熱系統，所述蓄熱爐還設置有投料口和氣體出口，所述投料口用于向所述蓄熱腔中加入固體鋅，所述氣體出口用于排出鋅蒸氣；
[0009]所述氣體出口通過鋅蒸氣管道連通至氧化反應器，所述氧化反應器設置有氧氣入口，所述氧化反應器外層環繞有第一蓄水腔，所述第一蓄水腔用于與用戶管網連通，所述第一蓄水腔用于通過水吸收所述氧化反應器中的反應熱生成水蒸氣，并向所述用戶管網提供水蒸氣；第一蓄水腔連接有汽包。
[0010]優選地，所述氧化反應器與旋風分離器連通，所述旋風分離器與用于收集氧化鋅的氧化鋅儲罐連通。
[0011]優選地，所述氣體出口還通過鋅蒸氣管道連通至第一蒸發室，所述第一蒸發室外層環繞有第二蓄水腔，所述第二蓄水腔用于與用戶管網連通，所述第二蓄水腔用于通過水
與所述鋅蒸氣換熱生成水蒸氣，并向所述用戶管網提供水蒸氣；第二蓄水腔連接有汽包。
[0012]優選地，所述鋅蒸氣管道包括主管、第一支管和第二支管，所述主管的一端與所述氣體出口連通，所述主管的另一端連通分流閥的進口，所述分流閥的第一出口與所述第一支管的一端連通，所述第一支管的另一端連通所述氧化反應器；所述分流閥的第二出口與所述第二支管的一端連通，所述第二支管的另一端連通所述第一蒸發室。
[0013]優選地，所述旋風分離器中排出的氣體通入第二蒸發室，所述第二蒸發室外層環繞有第三蓄水腔，所述第三蓄水腔用于與進入第三蓄水腔的水進行換熱以進行熱回收，或用于與用戶管網連通以向所述用戶管網提供水蒸氣。
[0014]優選地，第一蓄水腔、所述第二蓄水腔和所述第三蓄水腔分別設置有進水口，所述進水口通過進水管連接至水源，所述進水管設置有第一泵設備。
[0015]優選地，所述第一蓄水腔、所述第二蓄水腔和所述第三蓄水腔中的至少一者通過管路連通至水蒸氣儲罐。
[0016]優選地，所述蓄熱爐設置有蓄熱爐出口，所述投料口和所述氣體出口分別設置于所述蓄熱爐的頂部，所述蓄熱爐出口設置于所述蓄熱爐的底部。
[0017]優選地，第一蓄水腔、所述第二蓄水腔和所述第三蓄水腔分別設置有出水口，所述出水口通過出水管連接至水源，所述出水管設置有第二泵設備。
[0018]優選地，所述蓄熱爐的所述投料口還用于投入炭和所述氧化鋅，所述氣體出口還用于排出氧化鋅和炭反應得到的氣體。
[0019]本技術的技術方案中，在低谷電時段，通過電加熱系統將蓄熱爐內升溫至鋅升華溫度907℃以上，然后通過投料口向蓄熱爐中投入鋅料，并關閉投料口，使鋅料在蓄熱爐中升華成鋅蒸氣，升華過程中鋅料吸熱，以將低谷電時段的低價的電能轉化為鋅蒸氣中的熱能。在正常用電時段，將高溫的鋅蒸氣通過氣體出口傳輸至氧化反應器，并通過氧氣入口向氧化反應器中輸入氧氣，使鋅蒸氣與氧氣在氧化反應器中反應生成氧化鋅。生成氧化鋅的過程為放熱過程，從而，放出的熱量以及未反應的鋅蒸氣本身的熱量可以傳遞給第一蓄水腔中的水，使水轉化為高溫的水蒸氣向用戶管網輸送。在低谷電階段的電能轉化為熱能過程中，同等體積的鋅和水比較，鋅升華吸收的熱量和氧化放出的熱量是水汽化吸收熱量的二十多倍(每千克鋅的升華熱為2003.36kJ，每千克鋅的氧化熱為5355kJ，水汽化熱為2260kJ/kg，鋅的密度是水的約7.14倍)。因此，本技術方案中的鋅升華的儲能方式有利于避免現有的儲能技術中單位體積的蓄熱載體吸收的熱量較少的問題。
附圖說明
[0020]為了更清楚地說明本技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖示出的結構獲得其他的附圖。
[0021]圖1為本技術基于鋅升華和氧化的儲能裝置一實施例中的結構示意圖。
[0022]附圖標號說明：
[0023]1?
水源；2
?
第一泵設備；3
?
蓄熱爐；31
?
投料口；32
?
氣體出口；33
?
蓄熱爐出口；4
?
電阻加熱絲；5
?
鋅料；6
?
第一蒸發室；61
?
第一蓄水腔入口；62
?
第一出水口；63
?
水蒸氣出口；
64
?
氣體入口；65
?
第二蓄水腔；66
?
鋅出口；7
?
用戶管網；8
?
水蒸氣儲罐；9
?
旋風分離器；10
?
氧化鋅儲罐；11
?
氧化反應器；111
?
氧氣入口；112
?
第一蓄水腔；113
?
第二出水口；12
?
第二泵設備。
[0024]本技術目的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施方式
[0025]下面將結合本技術實施例中的附圖，對本技術實本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種基于鋅升華和氧化的儲能裝置，其特征在于，包括外壁設置絕熱層的蓄熱爐；所述蓄熱爐內部形成蓄熱腔，蓄熱腔中設置有電加熱系統，所述蓄熱爐還設置有投料口和氣體出口，所述投料口用于向所述蓄熱腔中加入固體鋅，所述氣體出口用于排出鋅蒸氣；所述氣體出口通過鋅蒸氣管道連通至氧化反應器，所述氧化反應器設置有氧氣入口，所述氧化反應器外層環繞有第一蓄水腔，所述第一蓄水腔用于與用戶管網連通，所述第一蓄水腔用于通過水吸收所述氧化反應器中的反應熱生成水蒸氣，并向所述用戶管網提供水蒸氣；第一蓄水腔連接有汽包。2.根據權利要求1所述的基于鋅升華和氧化的儲能裝置，其特征在于，所述氧化反應器與旋風分離器連通，所述旋風分離器與用于收集氧化鋅的氧化鋅儲罐連通。3.根據權利要求2所述的基于鋅升華和氧化的儲能裝置，其特征在于，所述氣體出口還通過鋅蒸氣管道連通至第一蒸發室，所述第一蒸發室外層環繞有第二蓄水腔，所述第二蓄水腔用于與用戶管網連通，所述第二蓄水腔用于通過水與所述鋅蒸氣換熱生成水蒸氣，并向所述用戶管網提供水蒸氣；第二蓄水腔連接有汽包。4.根據權利要求3所述的基于鋅升華和氧化的儲能裝置，其特征在于，所述鋅蒸氣管道包括主管、第一支管和第二支管，所述主管的一端與所述氣體出口連通，所述主管的另一端連通分流閥的進口，所述分流閥的第一出口與所述第一支管的一端連通，所述第一支管的另一端連通所述氧化反應器；所述分流閥的第二出口與所述第二...
【專利技術屬性】
技術研發人員：易梅，
申請(專利權)人：西藏康盛能源開發有限公司，
類型：新型
國別省市：
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