【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種電加熱領(lǐng)域，特別涉及一種電磁感應(yīng)加熱高溫顆粒裝置。
技術(shù)介紹
1、近些年，以風(fēng)電、太陽能等為代表的可再生能源電力迅速崛起，裝機(jī)比例逐年升高，據(jù)測算2030年風(fēng)電、太陽能裝機(jī)容量將突破18億kw，2060年風(fēng)光裝機(jī)容量將超過60億，發(fā)電量占比將超過70%。與此同時，終端能源消費(fèi)中電氣化率也將逐年提高，發(fā)展先進(jìn)、高效的電加熱技術(shù)滿足多方面的需求，勢在必行。此外，大量、不穩(wěn)定的新能源電力也給電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性也帶來很大挑戰(zhàn)，為了充分利用棄風(fēng)光及低谷電，發(fā)展高效的電制熱儲熱技術(shù)勢在必行。
2、目前電加熱方式主要包括電阻式加熱和電感式加熱兩種。電阻式加熱是利用電流通過電阻體產(chǎn)生熱效應(yīng)來進(jìn)行加熱的方法，它通過焦耳熱效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)加熱過程，受熱物體與電加熱元件需直接接觸而進(jìn)行換熱。對流動性好的液體加熱應(yīng)用較多，但對于導(dǎo)熱性能差的固體存在電阻元件高溫易燒毀、可靠性不高等問題。電磁感應(yīng)加熱具有可間接加熱、加熱溫度易于控制、熱啟動快等特點(diǎn)，是近些年發(fā)展較快的電加熱技術(shù)，它是通過將感應(yīng)受熱物體放入交變磁場來依靠渦流加熱快速實(shí)現(xiàn)加熱的目的，熱源與電源物理分離，加熱效率高，安全性高。陶瓷顆粒具有工作溫度范圍寬、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、價(jià)格低、可兼做中高溫?fù)Q熱、儲熱介質(zhì)、儲熱密度高等優(yōu)點(diǎn)。目前電磁感應(yīng)加熱流體顆粒主要通過管壁面受熱來加熱管內(nèi)顆粒，但由于電磁感應(yīng)存在集膚效應(yīng)使得加熱深度較淺，管內(nèi)徑向溫度梯度很大，這種方式無法應(yīng)用于大流通截面加熱流體等場景。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決以上技術(shù)問題
2、具體技術(shù)方案為：一種電磁感應(yīng)加熱高溫顆粒裝置，該裝置包括感應(yīng)加熱線圈、陶瓷顆粒、感應(yīng)受熱顆粒、抗磁性管、保溫材料；其中，抗磁性管為圓周狀，抗磁性管外設(shè)置保溫材料，保溫材料外壁纏繞感應(yīng)加熱線圈，感應(yīng)受熱顆粒堆積填充在抗磁性管內(nèi)，并形成多孔流道，電磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生交變磁場，透過抗磁性管對感應(yīng)受熱顆粒高溫加熱，陶瓷顆粒依靠自身重力作用流過多孔流道，并被加熱，感應(yīng)受熱顆粒加熱與陶瓷顆粒換熱過程均在抗磁性管段內(nèi)完成。所述的電磁感應(yīng)加熱高溫顆粒裝置，抗磁性管可以通過電磁感應(yīng)加熱線圈進(jìn)行多只并聯(lián)，用于增大加熱功率需求。
3、本專利技術(shù)裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：
4、該一種電磁感應(yīng)加熱高溫顆粒裝置，通過以感應(yīng)受熱顆粒堆積的形式進(jìn)行感應(yīng)加熱，使得加熱溫度更加均勻，克服傳統(tǒng)電磁感應(yīng)加熱管壁出現(xiàn)集膚效應(yīng)造成集中高溫的現(xiàn)象；感應(yīng)受熱顆粒球形具有大比表面積，大大擴(kuò)展與陶瓷顆粒的換熱面積，克服陶瓷顆粒換熱能力差的不足，減小熱源與換熱流體溫差；感應(yīng)受熱顆加熱與陶瓷顆粒換熱過程均在抗磁性管段內(nèi)完成，裝置結(jié)構(gòu)緊湊；陶瓷顆粒與電源加熱端物理隔離，無電阻式加熱因高溫?zé)龤Ъ訜嵩膯栴}，加熱過程安全性高，使用壽命長；以耐高溫、低成本、抗磨損的陶瓷顆粒作為換熱和儲熱介質(zhì)，可以提高加熱溫度和單位體積儲熱密度；可利用風(fēng)光非穩(wěn)定電力、風(fēng)光棄電等進(jìn)行高溫儲熱，用于熱發(fā)電、產(chǎn)蒸汽或熱水，降低用能成本。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種電磁感應(yīng)加熱高溫顆粒裝置，其特征在于，該裝置包括感應(yīng)加熱線圈（3）、陶瓷顆粒（5）、感應(yīng)受熱顆粒（6）、抗磁性管（7）、保溫材料（8）；
2.如權(quán)利要求1所述的一種電磁感應(yīng)加熱高溫顆粒裝置，其特征在于，陶瓷顆粒（5）材質(zhì)為氧化鋁，耐溫1300度，抗壓耐磨性好，粒徑范圍300-500um。
3.如權(quán)利要求1所述的一種電磁感應(yīng)加熱高溫顆粒裝置，其特征在于，感應(yīng)受熱顆粒（6）為圓球形，它始終為靜止?fàn)顟B(tài)，堆積形態(tài)為自由堆積，其材質(zhì)為含鐵、鎳或者鈷元素的鐵磁性材料或者石墨，粒徑范圍為5-30mm。
4.如權(quán)利要求1所述的一種電磁感應(yīng)加熱高溫顆粒裝置，其特征在于，抗磁性管（7）的材質(zhì)是石英管、玻璃鋼管、或者非導(dǎo)磁和導(dǎo)電性材料，抗磁性管（7）用于容納堆積感應(yīng)受熱顆粒（6）。
5.如權(quán)利要求1所述的一種電磁感應(yīng)加熱高溫顆粒裝置，其特征在于，感應(yīng)受熱顆粒（6）為多孔介質(zhì)的形式，孔隙率高于90%，多孔介質(zhì)材質(zhì)為含鐵、鎳或者鈷元素的鐵磁性材料或者石墨。
6.如權(quán)利要求1所述的一種電磁感應(yīng)加熱高溫顆粒裝置，其特征在于，還包括入料口（4）
7.如權(quán)利要求6所述的一種電磁感應(yīng)加熱高溫顆粒裝置，其特征在于，還包括儲熱罐（13），陶瓷顆粒（5）通過收集段（10）后流入儲熱罐（13），儲熱罐（13）有保溫層，對高溫顆粒進(jìn)行收集和保溫。
8.如權(quán)利要求7所述的一種電磁感應(yīng)加熱高溫顆粒裝置，其特征在于，還包括溫度傳感器（11）、流量調(diào)節(jié)閥（12）、電磁感應(yīng)加熱控制器（2）、數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)（14），收集段（10）設(shè)置溫度傳感器（11），出料口設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥（12），感應(yīng)加熱線圈（3）與電磁感應(yīng)加熱控制器（2）連接，數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)（14）對電磁感應(yīng)加熱控制器（2）的電功率進(jìn)行改變。
9.如權(quán)利要求8所述的一種電磁感應(yīng)加熱高溫顆粒裝置，其特征在于，還包括電源（1），電源（1）與數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)（14）連接，電源（1）的加熱電流根據(jù)溫度傳感器（11）的溫度監(jiān)測進(jìn)行動態(tài)調(diào)節(jié)。
10.如權(quán)利要求9所述的一種電磁感應(yīng)加熱高溫顆粒裝置，其特征在于，陶瓷顆粒（5）被注入入料口（4），在自身重力作用驅(qū)動下流入感應(yīng)受熱顆粒（6）堆積形成的多孔流道內(nèi)，并與感應(yīng)受熱顆粒（6）進(jìn)行對流、輻射換熱，進(jìn)而被加熱，然后透過支撐隔網(wǎng)（9）流入收集段（10），最后流入儲熱罐（13），進(jìn)行高溫儲存。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種電磁感應(yīng)加熱高溫顆粒裝置，其特征在于，該裝置包括感應(yīng)加熱線圈（3）、陶瓷顆粒（5）、感應(yīng)受熱顆粒（6）、抗磁性管（7）、保溫材料（8）；
2.如權(quán)利要求1所述的一種電磁感應(yīng)加熱高溫顆粒裝置，其特征在于，陶瓷顆粒（5）材質(zhì)為氧化鋁，耐溫1300度，抗壓耐磨性好，粒徑范圍300-500um。
3.如權(quán)利要求1所述的一種電磁感應(yīng)加熱高溫顆粒裝置，其特征在于，感應(yīng)受熱顆粒（6）為圓球形，它始終為靜止?fàn)顟B(tài)，堆積形態(tài)為自由堆積，其材質(zhì)為含鐵、鎳或者鈷元素的鐵磁性材料或者石墨，粒徑范圍為5-30mm。
4.如權(quán)利要求1所述的一種電磁感應(yīng)加熱高溫顆粒裝置，其特征在于，抗磁性管（7）的材質(zhì)是石英管、玻璃鋼管、或者非導(dǎo)磁和導(dǎo)電性材料，抗磁性管（7）用于容納堆積感應(yīng)受熱顆粒（6）。
5.如權(quán)利要求1所述的一種電磁感應(yīng)加熱高溫顆粒裝置，其特征在于，感應(yīng)受熱顆粒（6）為多孔介質(zhì)的形式，孔隙率高于90%，多孔介質(zhì)材質(zhì)為含鐵、鎳或者鈷元素的鐵磁性材料或者石墨。
6.如權(quán)利要求1所述的一種電磁感應(yīng)加熱高溫顆粒裝置，其特征在于，還包括入料口（4）、支撐隔網(wǎng)（9）、收集段（10），抗磁性管（7）的上端設(shè)置入料口（4），抗磁性管（7）的下端設(shè)置支撐隔網(wǎng)（9）、收集段（10），支撐隔網(wǎng)（9）的孔直徑小于感應(yīng)受熱顆粒，大于陶瓷顆粒（...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王騰月，白鳳武，王志峰，雷東強(qiáng)，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院電工研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。