一种基于氢氧化钙反应体系的热能储释装置及其工作方法

技术特征：
1.一种基于氢氧化钙反应体系的热能储释装置，其特征在于：包括聚光系统、反应系统、氮气输送系统、换热系统和水蒸气循环系统；反应系统包括反应器、原料储存罐和加料机，反应器包括进料口、蒸气入口、蒸气出口、出料口、氮气入口，反应器内设有反应腔和换热盘管，进料口、蒸气入口、蒸气出口、出料口和氮气入口均连通反应腔，原料储存罐经加料机连接进料口，换热盘管位于反应腔的外侧，换热系统通过换热盘管与反应腔之间进行换热；水蒸气循环系统包括水箱、冷凝器、旋风分离器和蒸气输送泵，水箱包括水箱出口和水箱入口，水箱内设有加热器，旋风分离器包括分离器入口、气体出口和固体出口，水箱出口与蒸气输送泵的输入口连接，蒸气输送泵的输出口连接反应器的蒸气入口，蒸气出口与分离器入口连接，旋风分离器的气体出口经冷凝器连接水箱入口；氮气输送系统与氮气入口连接并向反应腔输送氮气，聚光系统用于将太阳光聚集于反应系统中。2.按照权利要求1所述的一种基于氢氧化钙反应体系的热能储释装置，其特征在于：反应器内设有多条蒸气管道，蒸气管道的一端连接蒸气入口，蒸气管道的另一端连接蒸气出口，蒸气管道的外壁面设有多个通孔，通孔连通蒸气管道的内部。3.按照权利要求2所述的一种基于氢氧化钙反应体系的热能储释装置，其特征在于：蒸气管道竖直设置，通孔的直径为5mm～10mm，竖直方向上相邻两个通孔之间的间隔为20～100mm，蒸气管道的高度为2000～2500mm。4.按照权利要求1所述的一种基于氢氧化钙反应体系的热能储释装置，其特征在于：水蒸气循环系统还包括用于检测水箱内蒸气温度的第三温度传感器和用于检测水箱内蒸气压力的第五压力传感器。5.按照权利要求1所述的一种基于氢氧化钙反应体系的热能储释装置，其特征在于：反应器包括从外到内依次设置的不锈钢外壳、硅酸钙绝热层和铜导热层，换热盘管镶嵌于铜导热层中，换热盘管为蛇形盘管并环绕于反应腔的外侧。6.按照权利要求1所述的一种基于氢氧化钙反应体系的热能储释装置，其特征在于：换热系统包括高温储油罐和低温储油罐，换热盘管包括高温重油出口和低温重油入口，高温储油罐通过高温重油输出管道连接高温重油出口，低温储油罐通过低温重油输入管道连接低温重油入口，高温重油输出管道上设有第一截止阀，低温重油输入管道上设有第二截止阀。7.按照权利要求6所述的一种基于氢氧化钙反应体系的热能储释装置，其特征在于：高温重油输出管道上连接有第一温度传感器和第一压力传感器，低温重油输入管道上连接有第二温度传感器和第二压力传感器。8.按照权利要求1所述的一种基于氢氧化钙反应体系的热能储释装置，其特征在于：氮气输送系统包括氮气瓶和膨胀罐，氮气瓶与膨胀罐连接，膨胀罐与反应器的氮气入口连接，反应腔的底部设有气体分布板，氮气入口经气体分布板连通反应腔，氮气瓶与膨胀罐之间设有过滤器和第三截止阀，膨胀罐与反应器之间设有第四截止阀。9.按照权利要求1所述的一种基于氢氧化钙反应体系的热能储释装置，其特征在于：聚光系统包括第一聚光镜和第二聚光镜，反应器包括聚光通道，第二聚光镜位于聚光通道的顶端，第一聚光镜位于聚光通道的上方，从而太阳光依次经第一聚光镜、第二聚光镜和聚光
通道进入反应腔中。10.一种基于氢氧化钙反应体系的热能储释装置的工作方法，采用权利要求1-9任一项所述的一种基于氢氧化钙反应体系的热能储释装置，其特征在于：包括如下步骤：s1，氮气保护：通过氮气输送系统将氮气送入反应器中；s2，释能反应：打开加料机使氧化钙颗粒进入反应器中，打开加热器和蒸气输送泵使水蒸气进入反应器中；s3，储能反应：启动旋风分离器和冷凝器，通过聚光系统将太阳光聚集后入射到反应器中，使系统中的氢氧化钙被加热分解。

技术总结
一种基于氢氧化钙反应体系的热能储释装置，包括聚光系统、反应系统、氮气输送系统、换热系统和水蒸气循环系统；反应系统包括反应器、原料储存罐和加料机，反应器包括进料口、蒸气入口、蒸气出口、出料口、氮气入口，反应器内设有反应腔和换热盘管，进料口、蒸气入口、蒸气出口、出料口和氮气入口均连通反应腔，原料储存罐经加料机连接进料口，换热盘管位于反应腔的外侧，换热系统通过换热盘管与反应腔之间进行换热；水蒸气循环系统连接蒸气入口和蒸气出口；氮气输送系统与氮气入口连接并向反应腔输送氮气，聚光系统用于将太阳光聚集于反应系统中。本发明光转换效率高、储释能反应效率高、循环利用率高，属于太阳能高温热化学储能技术领域。域。域。


技术研发人员：龙新峰 谢杭锋
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2022.03.11
技术公布日：2022/7/8