一種連續運行的相變蓄熱水庫的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于相變蓄熱應用技術領域，特別是一種蓄熱量大、蓄放熱連續穩定的分 段式相變蓄熱水庫。
【背景技術】
[0002] 為防止戰時供電中斷，擔負指揮等重要作戰任務的地下工程內部通常設有備用電 站。電站發電機組運行時產生大量高溫煙氣及余熱，柴油發電機燃燒余熱和煙氣余熱總和 約占燃油在汽缸中燃燒發出熱量的60%~70%，如此大的熱量排至大氣環境中勢必造成能 源的極大浪費，同時高溫煙氣更不利于工程口部的偽裝。若不及時進行內部處理，又會對發 電機組、檢修人員造成不良影響。
[0003]用冷卻水庫暫時貯存電站余熱是對電站發電機組余熱最常用的內部處理方法。然 而，由于受地下建筑空間限制，冷卻水庫容積不能太大，從而難以保障發電機組更長時間連 續運行。
[0004]利用相變蓄熱可以在有限容積的水庫內儲存更多的熱量，從而保障發電機組更長 時間連續運行。
[0005] 中國發明專利申請"相變蓄熱型空調冷卻水庫"（【申請號】201210444787.1，公開 日：2013.02.13)公開了一種將相變儲熱單元和相變材料置于空調冷卻水庫構成的冷卻水 庫。其相變儲熱單元的總體積不超過水庫額定蓄水量的25%，相變儲熱單元采用叉排放置， 相變材料的相變溫度為26~28°C。
[0006]然而這種結構的冷卻水庫由于水箱部分為一整體，蓄熱過程和放熱必須分時段進 行，一方面使裝置的總蓄熱量減少，另一方面無法保障發電機組長時間連續運行。

【發明內容】

[0007]本發明的目的在于提供一種分段式相變蓄熱水庫，蓄熱量大、蓄放熱連續穩定。
[0008]實現本發明目的的技術解決方案為：
[0009] -種連續運行的相變蓄熱水庫，包括內部容水的庫體和置于庫體內水中的多個相 變蓄熱單元，所述庫體上設有蓄熱水進水口、蓄熱水出水口、冷卻水進水口和冷卻水出水 口，所述庫體內部被絕熱隔板分隔成至少二個互不相通的蓄熱池，每個蓄熱池通過冷卻水 進水支管與冷卻水進水口相通，每個蓄熱池通過冷卻水出水支管與冷卻水出水口相通，還 包括蓄熱水分水器和蓄熱水集水器，每個蓄熱池設有蓄熱水進水支管與蓄熱水分水器相 通，每個蓄熱池設有蓄熱水出水支管與蓄熱水集水器相通，所述蓄熱水分水器與蓄熱水進 水口相通，所述蓄熱水集水器與蓄熱水出水口相通，所述蓄熱水分水器和蓄熱水集水器均 與各蓄熱池隔熱。
[0010] 本發明與現有技術相比，其顯著優點：
[0011] 1、蓄熱量大:多段儲水單元可根據工程實際逐個進行蓄放熱，提高能量利用效率， 總體效果相當于加大了蓄熱量；
[0012] 2、蓄放熱連續穩定:蓄熱水庫通過絕熱隔板分成多段，通過水管并聯，蓄放熱可以 同時進行，蓄放熱連續穩定，從而可保障電站發電機組長時間連續穩定運行；
[0013] 3、維修方便:多段儲水單元聯合運行，當其中一個蓄熱池出現問題檢修時，不影響 其它單元的正常使用，且蓄熱單元存放在蓄熱箱中，損壞時可以方便更換。
[0014]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明分段式相變蓄熱水庫結構示意圖。
[0016]圖2為圖1中相變蓄熱箱結構示意圖。
[0017]圖中，1庫體，2相變蓄熱單元，3、31、32絕熱隔板，
[0018] 11蓄熱水進水口，411、421、431蓄熱水進水支管，
[0019] 12蓄熱水出水口，412、422、432蓄熱水出水支管，
[0020] 13冷卻水進水口，413、423、433冷卻水進水支管，
[0021] 14冷卻水出水口，414、424、434冷卻水出水支管，
[0022] 41、42、43蓄熱池，5蓄熱水分水器，6蓄熱水集水器，7相變蓄熱箱。
【具體實施方式】
[0023]如圖1所示，本發明連續運行的相變蓄熱水庫，包括內部容水的絕熱庫體1和置于 庫體1內水中的多個相變蓄熱單元2，所述庫體1上設有蓄熱水進水口 11、蓄熱水出水口 12、 冷卻水進水口 13和冷卻水出水口 14,所述庫體1內部被絕熱隔板3分隔成三個互不相通的蓄 熱池41、42、43,每個蓄熱池41通過冷卻水進水支管413與冷卻水進水口 13相通，每個蓄熱池 41通過冷卻水出水支管414與冷卻水出水口 14相通，還包括蓄熱水分水器5和蓄熱水集水器 6,每個蓄熱池41設有蓄熱水進水支管411與蓄熱水分水器5相通，每個蓄熱池41設有蓄熱水 出水支管412與蓄熱水集水器6相通，所述蓄熱水分水器5與蓄熱水進水口 11相通，所述蓄熱 水集水器6與蓄熱水出水口 12相通，所述蓄熱水分水器5和蓄熱水集水器6均與各蓄熱池41、 42、43隔熱。
[0024]蓄熱池41、42、43的個數至少二個，最好三個，也可根據運行需要設置更多。只是個 數太多可能會帶來調節復雜的問題，太少則調節不靈活。根據實踐和理論研究，發明人認為 三個為最佳選擇。
[0025]根據工程實際，所述庫體1外形為立方體，所述三個蓄熱池41、42、43沿庫體1長度 方向依次排列，相鄰蓄熱池之間為絕熱隔板31、32。
[0026]這樣的形狀便于設計、施工、改造。但也不排除可用其他形狀，如圓筒形。
[0027]當所述庫體1外形為立方體時，蓄熱水分水器5和蓄熱水集水器6分別位于所述庫 體1寬度方向的兩側。且所述蓄熱水分水器5和蓄熱水集水器6均可由庫體1外壁和三個蓄熱 池41、42、43的側壁圍合而成，所述蓄熱池41、42、43的側壁絕熱。
[0028]由于蓄熱水庫的庫體外壁必然是絕熱，因此整個蓄熱水分水器5和蓄熱水集水器6 與外界和蓄熱池41、42、43均是隔熱的。
[0029]為便于更換，每個蓄熱池41中設有多個形狀相同的相變蓄熱箱7,每個相變蓄熱箱 7內叉排放置多個圓柱形相變蓄熱單元2。
[0030] 所述相變蓄熱箱7放置相變蓄熱單元2后的孔隙率為0.462。
[0031] 例如，每個相變蓄熱箱7內叉排放置6X4個圓柱形相變蓄熱單元2,使每個相變蓄 熱箱7的總質量約為25kg，在單人負重范圍內，便于組裝和換藥。
[0032] 所述相變蓄熱單元2中相變材料的相變溫度為56~60°C，相變潛熱為260~270kJ/kg〇
[0033]相變材料為自研，其主要物性參數如下：
[0035]當然，也不排除使用其他高溫相變材料以達到相同技術效果。
[0036]蓄熱時，來自柴油發電機組的高溫水從蓄熱水進水口 11流入蓄熱水分水器5后，經 蓄熱水進水支管411進入蓄熱池41，與相變蓄熱單元2進行熱量交換后，經蓄熱水出水支管 412流入蓄熱水集水器6，而后經過蓄熱水出水口 12返回機頭散熱器。當蓄熱池41的復合相 變材料溫度達到65 °C左右時，單個蓄熱池蓄熱過程完成。放熱時，低溫冷卻水從冷卻水進水 口 13經冷卻水進水支管413流入蓄熱池41，與相變蓄熱單元2進行熱量交換后，通過冷卻水 出水支管414由冷卻水出水口 14流向熱需求端，當蓄熱池41的復合相變材料溫度降低至20 °C左右時，單個蓄熱池41放熱過程完成。復合相變材料蓄存的熱量可用于制備洗消用、生活 用熱水、冬季新風預熱、風機盤管熱源、水環熱栗的輔助熱源、吸收式制冷、吸附式制冷、發 電等。
[0037]下面詳細介紹本發明的工作過程。
[0038] 一、單獨蓄熱過程：
[0039] 蓄熱的第一階段，柴油發電機機頭散熱器的高溫熱水從蓄熱水進水口 11流入蓄熱