一種蓄熱蒸汽發生裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于蓄熱設備技術領域，具體地說，涉及一種蓄熱蒸汽發生裝置。
【背景技術】
[0002] 發展高效蓄熱技術，有效解決了熱能的傳輸與儲存問題，滿足工業化大規模連續 穩定供能的要求，由于蒸汽輸送及使用方便，目前廣泛應用于化工、食品、生活供能等行業， 通過蓄熱器產蒸汽技術已成為一種發展趨勢。
[0003] 我國缺電現象越來越嚴重，尤其是高峰電短缺，很多地方不得不在高峰用電期間 拉閘限電，而低谷電往往有較多剩余，造成線損而大量浪費，進而形成自然資源的大量浪 費。采用蓄能方式開發低谷電，將電能轉化成熱能儲存起來，實現蒸汽的連續穩定產出，是 節能發展的一個重要方向。
[0004] 傳統的蓄熱裝置僅能由水變為蒸汽，效率低，不能滿足不同工業生產對蒸汽溫度 的需求。傳統的蓄熱裝置采用熔鹽作為蓄熱材料，但其蓄熱量小，對環境污染較大且易腐 蝕。
[0005] 因此，有必要提出一種蓄熱蒸汽發生裝置，開發利用低谷電，能穩定高效的持續產 出蒸汽，滿足工業生產需求。
【發明內容】
[0006] 為了克服現有技術的不足，本發明提供一種蓄熱蒸汽發生裝置，能開發利用低谷 電，將電能轉化為熱能儲存在石墨塊中，且蓄熱量大，蓄熱效果好，能進行水-汽、汽-汽、水 汽混合-汽的轉化，能控制產出蒸汽的溫度，滿足不同工業生產對蒸汽溫度的需求。
[0007] 為了達到上述目的，本發明提出如下技術方案： 一種蓄熱蒸汽發生裝置，所述的蓄熱蒸汽發生裝置為封閉式立方體結構，結構上主要 包括石墨塊、包裹層、氣凝膠層、保溫層、外殼、進水管、出汽管、感溫探頭；其中，所述的石墨 塊設置在蓄熱蒸汽發生裝置的中心，其外部包裹有一層包裹層，包裹層外涂有氣凝膠層，氣 凝膠層外設置有保溫層，保溫層外設置有外殼，進水管設置在蓄熱蒸汽發生裝置的下部，出 汽管設置在蓄熱蒸汽發生裝置的上部，石墨塊上設有感溫探頭，所述的石墨塊上均勻開設 有加熱盤管插孔，每兩排加熱盤管插孔之間的中點位置設一排電加熱棒插孔，且電加熱棒 插孔位于同一橫排相鄰兩個加熱盤管插孔的中線位置上，加熱盤管插孔和電加熱棒插孔均 為直線貫穿石墨塊的圓孔，一根連通的加熱盤管彎轉貫穿于每個加熱盤管插孔內，加熱盤 管的一端與進水管相連通，另一端與出汽管相連通，每個電加熱棒插孔內設有一根電加熱 棒。
[0008] 作為優選，所述的進水管與外設的預熱裝置相連，預熱裝置為太陽能集熱器或管 道電磁加熱器或熱泵。
[0009] 作為優選，所述的預熱裝置為管道電磁加熱器，在管道電磁加熱器內部，進水管為 多層螺旋結構。
[0010] 作為優選，所述的包裹層與石墨塊間的間隙填充有石墨粉。
[0011] 作為優選，所述的保溫層為10cm厚的玻璃棉。
[0012] 作為優選，所述的出汽口與一個或一個以上的蓄熱蒸汽發生裝置依次串聯。
[0013] 作為優選，蓄熱蒸汽發生裝置的控制系統主要包括溫度監控模塊、單片機、溫度 控制模塊、時間控制模塊和顯示模塊，其中：溫度監控模塊包括感溫探頭、功率放大器、A/ D轉換器，溫度監控模塊內的感溫探頭通過功率放大器、A/D轉換器與單片機相連，對蓄熱 蒸汽發生裝置內的石墨塊溫度進行監控；溫度控制模塊包括電加熱棒電路、驅動器I、晶閘 管，溫度控制模塊的晶閘管通過驅動器I與單片機相連，晶閘管控制電加熱棒電路的開啟 與關閉；時間控制模塊包括電加熱棒電源電路、驅動器II、繼電器，單片機通過驅動器II與 繼電器相連，繼電器控制電加熱棒電源電路中交流低谷電路和直流電路間的切換；顯示模 塊包括LED顯示器和驅動器III，LED顯示器通過驅動器III與單片機相連。
[0014]作為優選，所述的蓄熱蒸汽發生裝置的控制系統的控制過程為：單片機中時鐘單 元對時間進行判斷，當時間處于夜晚（23:00-7:00)時，時間控制模塊將電加熱棒電源電路 切換為交流低谷電路，溫度監控模塊對石墨塊的溫度進行監測，顯示模塊對時間和溫度進 行顯示，此時，當石墨塊的溫度低于150°C時，溫度控制模塊控制電加熱棒電路進行開啟，利 用電加熱棒對石墨塊進行加熱；當加熱到500°C時，溫度控制模塊對電加熱棒電路進行關 閉，停止加熱；當時間處于白天（7:00-23:00)時，將電加熱棒電源電路切換為直流電路，此 時，當石墨塊的溫度低于最低值150°C時，溫度控制模塊對電加熱棒電路進行開啟，利用電 加熱棒對石墨塊進行加熱，當加熱到500°C時，電加熱棒電路進行關閉，停止加熱。
[0015]本發明的有益效果：本發明采用石墨塊作為蓄熱材料，蓄熱效果好、成本低、污染 小；開發利用低谷電，將電能轉化為熱能儲存在石墨塊中，有效緩解了高峰期的用電壓力， 能進行水-汽、汽-汽、水汽混合-汽的轉化，能控制產出蒸汽的溫度，滿足不同工業生產對 蒸汽溫度的需求；結構簡單，易于加工，推廣運用潛力大。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發明剖面結構示意圖； 圖2為本發明加熱盤管插孔和電加熱棒插孔分布示意圖； 圖3為本發明加熱盤管裝配示意圖； 圖4為本發明裝置的串聯示意圖； 圖5為本發明控制系統結構圖； 圖6為本發明控制流程圖。
[0017] 圖中，1-石墨塊、2-包裹層、3-氣凝膠層、4-保溫層、5-外殼、6-進水管、7-出汽 管、8-感溫探頭、9-加熱盤管插孔、10-加熱盤管、11-電加熱棒插孔、12-電加熱棒、13-預 熱裝置。
【具體實施方式】
[0018] 下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的 實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都 屬于本發明保護的范圍。
[0019] 實施例1 如圖1-4所示，一種蓄熱蒸汽發生裝置，所述的蓄熱蒸汽發生裝置為封閉式立方體結 構，主要包括石墨塊1、包裹層2、氣凝膠層3、保溫層4、外殼5、進水管6、出汽管7、感溫探頭 8,所述的石墨塊1設置在蓄熱蒸汽發生裝置的中心，其外部包裹有一層包裹層2,包裹層2 外涂有氣凝膠層3,氣凝膠層3外設置有保溫層4,保溫層4外設置有外殼5,如此形成以石 墨塊1為核心逐層包裹，形成一個保溫良好的蓄熱蒸汽發生裝置。所述的石墨塊1上均勻 開設有加熱盤管插孔9,每兩排加熱盤管插孔9之間的中點位置設一排電加熱棒插孔11，且 電加熱棒插孔11位于同一橫排相鄰兩個加熱盤管插孔9的中線位置上，加熱盤管插孔9和 電加熱棒插孔11均為直線貫穿石墨塊1的圓孔，一根連通的加熱盤管10彎轉貫穿于每個 加熱盤管插孔9內，每個電加熱棒插孔11內設有一根電加熱棒12,進水管6設置在蓄熱蒸 汽發生裝置的下部，出汽管7設置在蓄熱蒸汽發生裝置的上部，所述的加熱盤管10的一端 與進水管6相連通，另一端與出汽管7相連通。此設計能確保電加熱棒12產生的熱能均勻 的傳遞給石墨塊1儲存，且彎轉貫穿于石墨塊1中的加熱盤管10中的熱水或汽或水汽混合 物逐漸吸收熱量，最后產出一定溫度要求的蒸汽。石墨塊1上設有感溫探頭8,能對石墨塊 1的溫度進行實時監測。
[0020] 蓄熱蒸汽發生裝置的進水管6可以與外設的預熱裝置13相連，預熱裝置13為太 陽能集熱器或管道電磁加熱器或熱泵，能對水進行預熱，所得到的熱水或水汽混合物或汽 進入蓄熱蒸汽發生裝置內，能縮短蒸汽產出的時間，且能提高產出蒸汽的溫度。所述的出汽 口 7與一個或一個以上的蓄熱蒸汽發生裝置依次串聯，構成蓄熱蒸汽發生裝置組，實現了 多個蓄熱蒸汽發生裝置的串聯，能不斷提高產出蒸汽的溫度，以滿足工業對高溫蒸汽的需 求。
[0021] 實施例2 如圖1-4所示，一種蓄熱蒸汽發生裝置，所述的蓄熱蒸汽發生裝置為封閉式立方體結 構，主要包括石墨塊1、包裹層2、氣凝膠層3、保溫層4、外殼5、進水管6、出汽管7、感溫探頭 8,所述的石墨塊1設置在蓄熱蒸汽發生裝置的中心，其外部包裹有一層包裹層2,包裹層2 與石墨塊1間的間隙填充有石墨粉，能減少熱能的損失。包裹層2外涂有一層氣凝膠層3， 氣凝膠層3外設置有保溫層4,所述的保溫層4為10cm厚的玻璃棉，使得蓄熱蒸汽發生裝置 的保溫效果良好，減少熱能損失。保溫層4外設置有外殼5。
[0022] 所述的石墨塊1上均勻開設有加熱盤管插孔9,每兩排加熱盤管插孔9之間的中 點位置設一排電加熱棒插孔11，且電加熱棒插孔11位于同一橫排相鄰兩個加熱盤管插孔9 的中線位置上，加熱盤管插孔9和電加熱棒插孔11均為直線貫穿石墨塊1的圓孔，一根連 通的加熱盤管10從右至左、自下而上逐排彎轉貫穿于每個加熱盤管插孔9內，每個電加熱 棒插孔11內設有一根電加熱棒12,進水管6設置在蓄熱蒸汽發生裝置的下部，出汽管7設 置在蓄熱蒸汽發生裝置的上部，所述的加熱盤管10的一端與進水管6相連通，另一端與出 汽管7相連通。此設計能確保電加熱棒12產生的熱能均勻的傳遞給石墨塊1，并將熱能儲 存在石墨塊1中，且彎轉貫穿于石墨塊1中的加熱盤管10中的熱水或汽或水汽混合物逐漸 吸收熱量，最后產出一定溫度要求的蒸汽。石墨塊1上設有感溫探頭8,能對石墨塊1的溫 度進行實時監測。
[0023] 蓄熱蒸汽發生裝置的進水管6可以與外設的預熱裝置13相連，預熱裝置13為管 道電磁加熱器，在管道電磁加熱器內部，進水管6為多層螺旋結構，多層螺旋結構能使水充 分預熱，所得到的熱水或水汽混合物或汽進入蓄熱蒸汽發生裝置內，能縮短蒸汽產出的時 間，且能提高產出蒸汽的溫度。所述的出汽口 7與一個或一個以上的蓄熱蒸汽發生裝置依 次串聯，構成蓄熱蒸汽發生裝置組，實現了多個蓄熱蒸汽發生裝置的串聯，能不斷提高產出 蒸汽的溫度，以滿足工業對高溫蒸汽的需求。
[0024] 如圖5、6所示，蓄熱蒸汽發生裝置的控制系統主要包括溫度監控模塊、單片機、溫 度控制模塊、時間控制模塊和顯示模塊，其中：溫度監控模塊包括感溫探頭、功率放大器、A/ D轉換器，溫度監控模塊內的感溫探頭通過功率放大器、A/D轉換器與單片機相連，對蓄熱 蒸汽發生裝置內的石墨塊溫度進行監控；溫度控制模塊包括