一种用于改善斜温层储热罐热性能的内载孔状扰流器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于改善斜温层储热罐热性能的内载孔状扰流器，该内载孔状扰流器的平面半径与斜温层储热罐内径相同，内载孔状扰流器上通过激光切割加工技术形成沿径向分布的多组通孔，且每组通孔沿圆周均匀分布，通孔的半径与该通孔到内载孔状扰流器中心位置的距离呈反比；本发明专利技术通过引入激光切割加工技术，可以在内载孔状扰流器中创建更多的热传导通道，从而提高热量的传导速率和均匀性，大大改善斜温层储热罐的热性能；同时通过优化扰流器内载孔的切割形状和排列方式，实现更均匀的热量分布，可以增加斜温层储热罐的有效储热体积，并提高热量的储存和释放效率。并提高热量的储存和释放效率。并提高热量的储存和释放效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于改善斜温层储热罐热性能的内载孔状扰流器


[0001]本专利技术属于斜温层储热罐
，具体涉及一种用于改善斜温层储热罐热性能的内载孔状扰流器。

技术介绍

[0002]热储能是最具应用前景的规模储能技术之一。热物理储能技术主要包括显热储热和相变储热，这两种储能技术是获得了大规模应用的储能技术。热储能技术特点优势主要表现在：储能容量大、配置灵活、无特殊环境要求；具有规模化建设及运营成本的优势，具有明显的规模效应。循环次数大、寿命长，且储能电站的双向调节功能不会伴随长时间储热循环而导致效率降低，储放过程无化学反应，技术参数及过程可控，系统安全性高。
[0003]斜温层是大体积流体内，一道很明显的薄层，在这层内的温度随深度变化较，在这层上下的温度变化很快。例如：在湖泊中水的温度是随深度下降的，依照温度的不同在垂直方向把湖水分为混合层、斜温层和深水层。混合层位于近水面以下，这里的水温和水面相近；混合层往下水温骤降，温度变化曲线斜率大，称为斜温层；深水层位于斜温层以下。
[0004]斜温层储热罐就是利用了斜温层的原理，并在热储能方面得到的应用。斜温层储热罐通常由两个相互连接的罐体组成，分别是高温罐和低温罐。当有过剩的电力或热能时，可以将其用于将流体从低温罐泵送到高温罐中，从而形成温度差。当需要使用能量时，可以通过传热器从高温罐中取出热能，使流体在两个罐体之间循环流动，实现能量的转换和储存。
[0005]利用冷热流体密度不同的原理，在蓄热储热罐内加装扰流器，使热冷流体分别从罐顶和罐底均匀流入，在冷热流体交界处形成稳定的斜温层，使其在蓄热储热罐内自然分层，从而完成流体热量的储存。蓄热储热罐的优势为蓄放热快速便捷，成本低。但是蓄热水罐的体积大，占地面积通常比较大。为了实现最大限度利用蓄热储热罐进行调峰，需要不断提高蓄热罐的性能和储热效率。在自然分层的情况下，斜温层的厚度是影响蓄热效率高低的一个重要因素，因此需要针对斜温层的特点来优化设计方案。此外，扰流器的设计型式也对入口流体的掺混程度产生影响，从而进一步影响斜温层的厚度。
[0006]目前已有很多不同的扰流器设计，例如水平双侧开孔扰流器、八角形扰流器、管排式、仿八边形、环形开口板等等。受限于传统加工方法(如机械切割或冲压)存在的局限性，现有的扰流器加工往往存在切割精度不高、切割形状受限、热应力和疲劳等问题，从而导致了热传导速率低、储热效率不高、热量不均匀分布等问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种用于改善斜温层储热罐热性能的内载孔状扰流器，本专利技术通过将激光切割技术引入内载孔状扰流器的制造过程中，优化内载孔的切割形状和排列方式，增加斜温层储热罐的有效储热体积，并提高热量的储存和释放效率，以克服克服现有扰流器所存在的热传导速率低、储热效率不高、热量不均匀分布问题。
[0008]为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案如下：
[0009]本专利技术实施例提供的一种用于改善斜温层储热罐热性能的内载孔状扰流器，所述斜温层储热罐包括上下一体连接的上罐体和下罐体，所述上罐体顶部和所述下罐体底部分别设置有热水进出口和冷水进出口，且所述上罐体和所述下罐体内分别水平铺设有1个内载孔状扰流器，使热、冷流体分别从罐顶和罐底均匀流入，在冷热流体交界处形成稳定的斜温层，使其在蓄热储热罐内自然分层，从而完成流体热量的储存；其中，所述内载孔状扰流器通过激光切割加工技术形成沿径向分布的多组通孔，且每组通孔沿圆周均匀分布；所述通孔的半径与该通孔到所述内载孔状扰流器中心位置的距离呈反比。
[0010]根据本专利技术一可选实施例，延所述内载孔状扰流器的中心位置向其边缘的方向上设置有第一组通孔和第二组通孔，所述第二组通孔中的通孔和所述第一组通孔中的通孔与所述内载孔状扰流器的中心位置的距离分别为80mm和40mm，所述第二组通孔中通孔和所述第一组通孔中通孔半径分别为6mm和8mm，且所述第二组通孔和所述第一组通孔的通孔数量分别为10和6。
[0011]根据本专利技术一可选实施例，所述上罐体和所述下罐体均设置有L型托架，内载孔状扰流器设置在L型托架上。
[0012]根据本专利技术一可选实施例，所述内载孔状扰流器的平面半径与斜温层储热罐内径相同。
[0013]有益效果：(1)、通过引入激光切割加工，可以在内载孔状扰流器中创建更多的热传导通道，从而提高热量的传导速率和均匀性，大大改善斜温层储热罐的热性能；(2)、将激光切割技术引入内载孔状扰流器的制造过程中，以取代传统加工方法(如机械切割或冲压)，从而实现更高精度和更复杂的切割形状；(3)、通过优化扰流器内载孔的切割形状和排列方式，实现更均匀的热量分布，可以增加斜温层储热罐的有效储热体积，并提高热量的储存和释放效率。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本申请实施例提供的一种斜温层储热罐的结构示意图。
[0016]图2为本申请实施例提供的一种内载孔状扰流器的结构示意图。
[0017]图中：上罐体1，下罐体2，斜温层3，热水进出口4，冷水进出口5，内载孔状扰流器6，通孔61。
具体实施方式
[0018]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0019]如图1所示，本申请实施例提供的一种斜温层储热罐，该斜温层储热罐包括上下一体连接的上罐体1和下罐体2，上罐体1顶部和下罐体2底部分别设置有热水进出口4和冷水进出口5，且上罐体1和下罐体2内分别水平铺设有1个内载孔状扰流器6，使热冷流体分别从罐顶和罐底均匀流入，在冷热流体交界处形成稳定的斜温层3，使其在蓄热储热罐内自然分层，从而完成流体热量的储存。
[0020]当有过剩的电力或热能时，可以将其用于将流体从低温罐(即下罐体2)泵送到高温罐(即上罐体1)中，从而形成温度差。当需要使用能量时，可以通过传热器从高温罐中取出热能，使流体在两个罐体之间循环流动，实现能量的转换和储存。
[0021]如图2所示，本实施例中的上罐体1和下罐体2均设置有L型托架，两个内载孔状扰流器6分别通过L型托架架设于上罐体1和下罐体2内，内载孔状扰流器6平面半径R与斜温层储热罐内径相同；内载孔状扰流器6上开设有沿径向分布的多组通孔61，且每组通孔61沿圆周均匀分布，通孔61的半径r与该通孔61到平板中心的距离d呈反比，也就是距离内载孔状扰流器6中心位置越近，通孔61半径越大。
[0022]内载孔状扰流器6的平面半径R为100mm，且内载孔状扰流器6上共开设有两组通孔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于改善斜温层储热罐热性能的内载孔状扰流器，所述斜温层储热罐包括上下一体连接的上罐体和下罐体，所述上罐体顶部和所述下罐体底部分别设置有热水进出口和冷水进出口，且所述上罐体和所述下罐体内分别水平铺设有1个内载孔状扰流器，使热、冷流体分别从罐顶和罐底均匀流入，在冷热流体交界处形成稳定的斜温层，使其在蓄热储热罐内自然分层，从而完成流体热量的储存；其特征在于，所述内载孔状扰流器通过激光切割加工技术形成沿径向分布的多组通孔，且每组通孔沿圆周均匀分布；所述通孔的半径与该通孔到所述内载孔状扰流器中心位置的距离呈反比。2.根据权利要求1所述的用于改善斜温层储热罐热性能的内载孔状扰流器，其特征在于，延所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹崇哲，周昕昊，陆俊杰，
申请(专利权)人：无锡市柯马激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：