[實用新型]一種連續流動化學反應儲熱器

有效

• 申請號: 202220425311.2
• 申請日: 2022-03-01
• 公開（公告）號: CN217155107U
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 陶勝洋;王玉超
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00;F28F9/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 楊旭

本實用新型實用新型屬于儲能技術領域，具體地說是一種連續流動化學反應儲熱器，包括外殼、反應器部件及流體輸送部件；反應器部件包括反應物輸入管、反應物輸入箱、反應產物輸出箱、反應產物輸出管及若干個可拆分的管狀催化劑容納組件；流體輸送部件包括熱流體輸入管、熱流體輸入箱、熱流體輸出箱、熱流體輸出管及若干個熱量交換管，熱流體輸入箱及熱流體輸出箱之間通過各熱量交換管連通，各熱量交換管的外壁分別與相鄰的兩個管狀催化劑容納組件的外側面抵接。本實用新型通過可拆分的管狀催化劑容納組件的設置，可方便地直接取出更換催化劑，而不必完全將裝置拆卸，使裝置整體維護簡單，可有效節約人力，結構簡單可靠，拆裝容易。

技術領域

本實用新型屬于儲能技術領域，具體地說是一種連續流動化學反應儲熱器。

背景技術

儲熱技術能夠解決熱能在時間和空間上的不均衡，從而提高熱能的整體利用效率。傳統的儲能方式主要為物理儲能機制，包括顯熱儲能和潛熱儲能。顯熱儲能是利用儲熱材料在升溫過程中吸收熱能實現存儲。潛熱則是利用熔化、汽化等物理相變轉化過程吸收熱能并存儲。物理儲熱方法簡單，設備要求較低，技術方案成熟可靠，是目前儲熱采用的主要方式。但物理儲熱技術自身存在一些問題：顯熱儲能性能直接受儲熱材料自身比熱容制約，而目前顯熱儲熱材料僅局限于少數幾種比熱容較高的材料，例如水；潛熱材料在相變過程中往往存在過熱/過冷現象，造成儲熱過程的體系溫度難以控制，吸熱和放熱波動過大。當然，物理儲熱由于與儲熱材料的溫度直接相關，因此需要極高的保溫環境才能實現較長時間的熱存儲，這也導致物理儲熱技術在長期儲熱和遠距離輸運過程熱能流失較高。這些問題的存在限制了物理儲熱技術的進一步發展和應用。

化學儲熱是利用化學吸熱反應將熱能吸收并轉化為化學能儲存。反應儲熱量主要由化學反應焓值決定。豐富的化學反應使得化學儲熱可以達到較高的能量密度，能夠滿足現今絕大多數應用場景需求。由于熱能以化學能的形式存儲與產物中，而非依賴溫度，因此不需要復雜的隔熱體系就可以完成長期儲能或遠距離能量傳輸。此外，通過流動過程的設計，能夠實現連續化儲能，從而避免傳統儲能體系的儲能極限，不需要額外的儲能體系再生或儲能物質更換。因此，連續流動化學反應儲熱器在科研及生產的多個領域都具有廣泛的應用前景。

現有的連續流動化學反應儲熱器一般通過使反應物通過裝置中的催化劑發生反應，以進行吸熱/放熱，在長時間使用后催化劑可能會流失甚至失效。但目前現有的基于化學吸熱反應的連續流動化儲熱器的結構較為復雜，對催化劑進行更換經常需要完全拆卸整個裝置，取出更換催化劑較為困難。

實用新型內容

針對現有的連續流動化學反應儲熱器取出更換催化劑困難的問題，本實用新型的目的在于提供一種連續流動化學反應儲熱器。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種連續流動化學反應儲熱器，包括外殼、用于通入反應物進行反應的反應器部件及用于通入熱流體的流體輸送部件；

所述反應器部件包括反應物輸入管、反應物輸入箱、反應產物輸出箱、反應產物輸出管及若干個可拆分的管狀催化劑容納組件，所述反應物輸入箱及反應產物輸出箱均設置于所述外殼內部，所述反應物輸入箱及反應產物輸出箱之間通過各管狀催化劑容納組件連通，各所述管狀催化劑容納組件沿水平方向平行設置，所述反應物輸入管的一端與所述反應物輸入箱連通、另一端連接外接反應物輸入源，所述反應產物輸出管的一端與反應產物輸出箱連通、另一端連接外接反應產物儲存裝置；

所述流體輸送部件包括熱流體輸入管、熱流體輸入箱、熱流體輸出箱、熱流體輸出管及若干個熱量交換管，所述熱流體輸入箱及熱流體輸出箱均設置于所述外殼內部，所述熱流體輸入箱及熱流體輸出箱之間通過各熱量交換管連通，每相鄰的兩個所述管狀催化劑容納組件之間均設有一個熱量交換管，且各所述熱量交換管的外壁分別與相鄰的兩個所述管狀催化劑容納組件的外側面抵接。

所述外殼的外側面包覆有保溫材料層。