CN106524508A - 高温熔盐与水间歇换热装置 - Google Patents

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Abstract

高温熔盐与水间歇换热装置，包括熔盐与水的换热器的吸热水循环系统，所作的改进是：熔盐与水的换热器为置于熔盐中，换热器伸出熔盐炉外的两端安装三通电磁切换阀，给水侧三通电磁切换阀连接给水管和预冷风鼓风管，回水侧三通电磁切换阀连接回水管和排风管，熔盐中安装温度传感器，在换热器管壁上安装温度传感器，传感器接入中控电路，中控电路输出三通电磁切换阀、鼓风机、水循环泵、熔盐加热器电磁开关的控制电流。本发明的积极效果是：采用预冷风先将热交换器内表面温度降至水沸点之下，避免了水的汽化和换热器管壁骤然冷却，实现了水与高温熔盐间歇、平稳换热。简化了熔盐与水换热设备结构，降低制造和运行成本。提高了热利用效率。

Description

高温熔盐与水间歇换热装置
技术领域
本发明属于加热领域，具体涉及电加热熔盐与水的热交换。
背景技术
利用熔盐储热，多为分时段用热，如在电网用电低谷时耗电加热熔盐，用电高峰时利用熔盐放热，减少取热用电，利用峰、谷差价减少电取热的支出，同时有利于电网的平峰。由于当前热量至用热端都是以水为载体，熔盐的储热放热间歇进行才有意义，每个周期熔盐与水的换热起始阶段穿过熔盐炉（罐）换热液体流通管内表面与熔盐的温度相同，处于高温状态（通常接近600℃）少有常温下液态物质在此温度下不被汽化，水的沸点100℃，如水在如此高温截面通过，会瞬间汽化，同时使该界面急剧降温，在管壁中产生有破坏作用的内应力，此种情况下发生爆裂不避免的。为了熔盐换热装置的安全运行，通常选用低熔点的熔盐加热至较低温度，或在熔盐与水之间引入高沸点物质（如矿物油）作为中间热媒，进行阶梯换热。使用较低温度的低熔盐，，要比高问熔盐增加相应的用量，多采用小加热炉、大储罐的结构，不仅增加原料的资金投入，而且还要加大熔盐炉（罐）的容积，大幅加大制造成本和运行成本。引入中间热媒、阶梯换热，又使整体换热系统复杂化，同样要提高制造成本和运行成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种高温熔盐与水间歇换热装置，用于用电低谷时段加热储热介质熔盐，用电高峰时段释放熔盐潜热，克服现有的熔盐加热、换热系统存在的上述不足。
本发明的高温熔盐与水间歇换热装置包括：由罐体和罐体内的电加热器组成的封闭式熔盐炉，由给水管、熔盐与水换热器、回水管、循环泵、散热器或热水储罐组成的吸热水循环系统，所作的改进是：熔盐与水的换热器为置于熔盐中的单管或排管换热器，单管或排管换热器伸出熔盐炉外的两端安装三通电磁切换阀，给水侧的三通电磁切换阀的两个进口分别连接水循环管和预冷风鼓风管，回水侧的三通电磁切换阀的两个出口分别连接回水管和预冷风排风管，鼓风管进风口安装冷风机，在熔盐中安装熔盐温度传感器，在换热器管壁上安装管壁温度传感器，全部温度传感器接入中控电路，中控电路输出三通电磁切换阀、鼓风机、水循环泵、熔盐加热器电磁开关的控制电流。
以上为本发明的基本技术方案。
为防止个别情况下水在单管或排管换热器内形成部分蒸汽使水循环系统增压及爆震，在水循环管路增加缓冲储水罐，缓冲储水罐与熔盐炉内的单管或排管换热器之间连接给水管和回水管，伸入缓冲储水罐中的回水管端头安装筒形多孔蒸汽消震缓冲罩，缓冲储水罐上有水散热系统给水接口和散热系统回水接口，为回收通过水循环管熔盐包围路段的预冷风吸收的热量，在排风管道上串接多管或多翼片气、水换热器，气、水换热器浸在缓冲储水罐的水中。
为防止对熔盐加热过程中无水的单管或排管换热器内产生自流空气带走热量，在预冷风鼓风管上和排风管上安装风动活门。
本发明的工作过程是：在用电低谷时段接通熔盐炉电加热器电源、熔盐蓄热。在用电高峰时段，利用熔盐的蓄热，先将换热器伸出熔盐炉两端的三通电磁切换阀切换连接预冷风鼓风管和排风管，通过预冷风在单管或排管换热器中流动，使管壁内表面温度降至水沸点以下，再切换成连通给水管和回水管，进行水从熔盐吸收热量过程。进入用电低谷时，三通电磁切换阀再次切换成预冷风通过换热器，两个切换阀之间的存水自动流出或被蒸发。先不启动风机，换热器无预冷风通过，熔盐电加热器开关接通，熔盐炉封闭加热。将要进行水与熔盐换热时，启动风机，将单管或排管换热器管内壁再次吹冷至水飞沸点之下，切换三通电磁切换阀，重新将循环水注入单管或排管换热器，如此反复运行。
本发明的积极效果是：采用预冷风先将处于高温状态的熔盐炉内局部（单管或排管热交换器内表面）温度降至水沸点之下，紧接着通水，避免了水的汽化和换热器管壁邹然冷却，实现了水与高温熔盐间歇、平稳换热。不需再使用低温、大数量熔盐的换热系统。也无需在高温熔盐与换热水之间增设高沸点液体的中间换热机构。简化了熔盐与水换热的设备结构，降低了制造和运行成本。提高了热利用效率。
附图说明
图1为本发明的系统结构图。
图2为本发明电控器器框图。
具体实施方式
参阅图1、图2，一种高温熔盐与水间歇换热装置，包括：由罐体1和罐体内的电加热器2组成的封闭式熔盐炉，吸收熔盐热量的换热水循环系统，其中，换热水循环系统包括置于熔盐炉内的单管或排管换热器3、熔盐炉外的缓冲储水罐4、连接单管或排管换热器进水口和缓冲储水罐出水口的换热水给水管5、连接单管或排管换热器出水口和缓冲储水罐进水口的换热水回水管6、安装在给水管或回水管上的循环泵7，回水管6伸入缓冲储水罐4内的出水端有筒形多孔蒸汽消震缓冲罩8。单管或排管换热器3伸出熔盐炉外的两端安装三通电磁切换阀9和10，给水一侧的三通电磁切换阀9的两个进口分别连接给水管5和预冷风鼓风管11，回水一侧的三通电磁切换阀10的两个出口分别连接回水管6和预冷风排风管12，鼓风管11进风口安装冷风机13，预冷风排风管12上串接多管或多翼片气、水换热器14，气、水换热器14浸在缓冲储水罐4的水中。在预冷风鼓风管11进口处安装风动活门15，在预冷风排风管出口处安装风动活门16。缓冲储水罐上有有水散热系统给水接17口和散热系统回水接口18。
参阅图1、图2，在熔盐中安装熔盐温度传感器19，在单管或排管换热器管壁上安装管壁温度传感器20，温度传感器19、20接入中控电路21，中控电路21输出三通电磁切换阀、鼓风机、水循环泵、熔盐加热器电磁开关的控制电流。

Claims (3)

1.高温熔盐与水间歇换热装置，包括：由罐体和罐体内的电加热器组成的封闭式熔盐炉，由给水管、熔盐与水换热器、回水管、循环泵、散热器或热水储罐组成的吸热水循环系统，其特征是：熔盐与水的换热器为置于熔盐中的单管或排管换热器，单管或排管换热器伸出熔盐炉外的两端安装三通电磁切换阀，给水一侧的三通电磁切换阀的两个进口分别连接给管和预冷风鼓风管，回水一侧的三通电磁切换阀的两个出口分别连接回管和预冷风排风管，鼓风管进风口安装冷风机，在熔盐中安装熔盐温度传感器，在换热器管壁上安装管壁温度传感器，温度传感器接入中控电路，中控电路输出三通电磁切换阀、鼓风机、水循环泵、熔盐加热器电磁开关的控制电流。
2.根据权利要求1所述的高温熔盐与水间歇换热装置，其特征是：在水循环管路增加缓冲储水罐，缓冲储水罐与熔盐炉内的单管或排管换热器之间连接给水管和回水管，伸入缓冲储水罐中的回水管端头安装筒形多孔蒸汽消震缓冲罩，缓冲储水罐上有水散热系统给水接口和散热系统回水接口，在排风管道上串接多管或多翼片气、水换热器，气、水换热器浸在缓冲储水罐的水中。
3.根据权利要求1或2所述的高温熔盐与水间歇换热装置，其特征是：在预冷风鼓风管上和排风管上安装风动活门。
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