CN106705726A - 一种实验用熔融盐储罐 - Google Patents

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Abstract

一种实验用熔融盐储罐，包括熔盐泵(1)、玻璃盖板(2)、人孔(3)、人梯(4)、照明灯(5)、第一组热电偶(6)、第二组热电偶(7)、耐高温风扇(8)、辅助加热器(9)、液位计(10)、主加热器(11)、泄盐槽(12)、泄盐管(13)、泄盐阀(14)、支撑结构(15)、罐体(16)、保温材料(17)和回盐管(18)。本发明采用对流换热方式加快了化盐的速度，适用于需要间歇进行实验的场合。

Description

一种实验用熔融盐储罐
技术领域
本发明涉及一种高温熔融盐储罐，特别是涉及到一种实验用的高温熔融盐储罐。
背景技术
太阳能热发电技术是众多可再生能源技术中的一种，当前中国国内的污染情况较为严重，因此可再生能源技术受到越来越多的关注，太阳能热发电技术也迎来了发展的热潮。熔融盐是目前太阳能热发电技术中应用最广泛且技术最成熟的储热介质。目前的商业化应用中，熔融盐在储罐内不发生相变，因此系统可以常压运行，且储罐内温度较高，可以提供高参数的蒸汽，有效提升发电系统的效率。由于熔融盐的热容较大，它被广泛的作为蓄热介质，极大的增加了热发电站的年发电量。商业电站一年大部分时间都在发电，因此储热罐内熔融盐通常保持液态，使用普通电加热器即可维持罐内熔融盐的温度。但是，大学或科研机构对熔融盐技术进行研究，并不以发电为目的，因此不能常年使用电能来维持储热罐中熔融盐呈液态。因此需要提供一种实验用熔融盐储罐，无实验安排时允许熔融盐冷却凝固，而有实验任务时可以解冻融化熔融盐且不伤害电加热设施。中国专利201210013148.X是一种太阳能辅助加热熔盐系统，其中提到了熔盐储罐，但是并未详细描述储罐的结构，只是作为太阳能辅助加热熔盐系统中的部件一笔带过。中国专利201210379920.X是加盐化盐系统及应用该加盐化盐系统的方法，详细描述了熔融盐的输送装置和加热流程，该专利可以实现加盐和化盐的连续性，能够连续、稳定、安全的向储热罐输送液态熔盐，但是该专利的化盐区加热装置只提到了可以是电加热器、蒸汽加热器或导热油加热器，并未给出具体的实施结构以及与熔融盐的接触方式，且该专利主要用于向储热罐输送熔融盐，并不用作储热用途。中国专利201410468351.5是一种静态熔盐热风换热系统，在熔盐罐外壁直接焊接螺旋热风道，在热风道内部熔盐罐外壁上面焊接肋板，该专利简化了换热流程，提高了换热效率，但是该专利主要用于从熔盐罐中提取热量，在保持熔盐罐内部温度时仍然采用电加热管，且没有详细描述实施方式。综上，现有专利并没有很好地应对方案，不能提供合适的实验用熔融盐储罐。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，提出一种实验用熔融盐储罐。传统储热罐只能存储液态盐，无法融化固态盐，主要原因是固态盐的导热性能非常差，容易使电加热棒超温损坏，本发明可以解决该问题，适用于需要间歇进行实验的场合。
本发明主要包括熔盐泵，玻璃盖板，人孔，人梯，照明灯，热电偶，耐高温风扇，辅助加热器，液位计，主加热器，泄盐槽，泄盐管，泄盐阀，支撑结构，罐体，保温材料，以及回盐管。
熔盐泵从罐体上方插入罐体内部，玻璃盖板位于罐体正上方，人孔位于玻璃盖板的正下方，透过玻璃盖板和人孔可以观察罐体内部情况，人梯位于人孔下方，方便人员进出检修；照明灯位于罐内顶部，用于照明；热电偶分为两组，均安装在罐体侧壁面上，第一组热电偶位于罐内熔融盐液面的上方，测量气体温度，第二组热电偶位于罐内熔融盐液面的下方，测量熔融盐的温度；耐高温风扇固定在罐体内部侧壁上，位置高于熔融盐的液位，在耐高温风扇正前方布置有辅助加热器；液位计安装在罐体上方；主加热器可以是电加热棒、蒸汽加热器或导热油加热器，从罐体侧壁面的下方横插入罐体内部；泄盐槽位于罐体的底部，泄盐管与泄盐槽联通，泄盐阀安装在泄盐管上；支撑结构位于罐体的下方，整个罐体外部包有保温材料；回盐管位于罐体顶部，与罐体内部联通。
本发明的有益效果是主加热器位于罐体内部下方，当液位较低时仍然可以工作，不用担心干烧；增加了辅助加热器，在化盐过程中，主加热器停止使用避免损坏，辅助加热器配合耐高温风扇一起使用，加热罐体内部气体，气体通过与固态盐对流换热起到化盐作用，化盐速度超过单独使用加热棒与固态盐导热；玻璃盖板与照明灯一起使用，可以随时观察罐体内部熔融盐的状态；泄盐槽、泄盐管与泄盐阀方便更换罐体内部熔融盐。
本发明的工作状态分为正常运行状态，化盐状态以及排盐状态。当设备处于正常运行状态时，罐体内熔融盐为液态，熔盐泵根据实验要求调节流量并输送熔融盐给外部设备，玻璃盖板处于闭合状态，可以配合照明灯观察罐体内熔融盐状态，热电偶测量气体和熔融盐的温度，耐高温风扇与辅助加热器处于关闭状态，液位计可以观察及反馈液位信号，泄盐阀处于关闭状态，主加热器根据第二组热电偶测量的熔融盐温度调节加热功率，保持熔融盐为设定温度，当液位低于主加热器时关闭主加热器，外部设备使用后的熔融盐可以通过回盐管返回到罐体内；当设备处于化盐状态时，罐体内熔融盐为固态或固液混合态，熔盐泵停止使用，玻璃盖板处于闭合状态，可以配合照明灯观察罐体内熔融盐状态，热点偶测量气体和熔融盐的温度，耐高温风扇与辅助加热器处于开启状态，辅助加热器根据热电偶测量的气体温度调节功率，保持气体温度高于熔融盐的熔点，气体升温后与固态盐或固液混合态盐对流换热，从而融化罐体内部的熔融盐，液位计停止使用，泄盐阀处于关闭状态，主加热器停止使用；当设备处于排盐状态时，罐体内熔融盐为液态，熔盐泵停止使用，玻璃盖板首先处于闭合状态，可以配合照明灯观察罐体内熔融盐状态，热点偶测量气体和熔融盐的温度，耐高温风扇与辅助加热器处于关闭状态，液位计可以观察及反馈液位信号，泄盐阀处于开启状态，熔融盐经过泄盐槽、泄盐阀和泄盐管排出储罐，主加热器根据第二组热电偶测量的熔融盐温度调节加热功率，保持熔融盐为设定温度，当液位低于主加热器时关闭主加热器，排空罐体内熔融盐后关闭泄盐阀，如果需要加入新的熔融盐，开启玻璃盖板，从人孔加入新的熔融盐。
附图说明
图1所示为实验用熔融盐储罐的侧视结构图；
图2所示为实验用熔融盐储罐的俯视结构图；
图中：1熔盐泵；2玻璃盖板；3人孔；4人梯；5照明灯；6第一组热电偶；7第二组热电偶；8耐高温风扇；9辅助加热器；10液位计；11主加热器；12泄盐槽；13泄盐管；14泄盐阀；15支撑结构；16罐体；17保温材料；18回盐管。
具体实施方式：
以下结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明。
图1所示为本发明实施例的侧视结构图，图2所示为本发明实施例的俯视结构图。如图1图2所示，本发明包括熔盐泵1、玻璃盖板2、人孔3、人梯4、照明灯5、第一热电偶6、第二热电偶7、耐高温风扇8、辅助加热器9、液位计10、主加热器11、泄盐槽12、泄盐管13、泄盐阀14、支撑结构15、罐体16、保温材料17和回盐管18。
熔盐泵1从罐体16上方插入罐体16内部。玻璃盖板2位于罐体16正上方，人孔3位于玻璃盖板2的正下方，透过玻璃盖板2和人孔3可以观察罐体16内部情况，人梯4位于人孔3下方，方便人员进出检修。照明灯5位于罐内16顶部，用于照明。两组热电偶安装在罐体16的侧壁面上，第一组热电偶6位于熔融盐液面的上方，测量气体温度，第二组热电偶7位于罐内熔融盐液面的下方，测量熔融盐的温度。耐高温风扇8固定在罐体16内部侧壁上，位置高于熔融盐的液位，在耐高温风扇8正前方布置有辅助加热器9。液位计10安装在罐体16上方。主加热器11可以是电加热棒、蒸汽加热器或导热油加热器，从罐体16侧壁面的下方横插入罐体16内部。泄盐槽12位于罐体16的底部，泄盐管13与泄盐槽12联通，泄盐阀14安装在泄盐管13上；支撑结构15位于罐体16的下方，整个罐体16外部包有保温材料17；回盐管18位于罐体16顶部，与罐体16内部联通。
本发明熔融盐储罐处于正常运行状态时，罐体16内熔融盐为液态，熔盐泵1根据实验要求调节流量并输送熔融盐给外部设备，玻璃盖板2处于闭合状态，可以配合照明灯5观察罐体16内熔融盐状态，第一组热电偶6测量气体温度，第二组热电偶7测量熔融盐的温度，耐高温风扇8与辅助加热器9处于关闭状态，液位计10可以观察及反馈液位信号，泄盐阀14处于关闭状态，主加热器11根据第二组热电偶7测量的熔融盐温度调节加热功率，保持熔融盐为设定温度，当液位低于主加热器11时关闭主加热器11，外部设备使用后的熔融盐可以通过回盐管18返回到罐体16内。
当本发明熔融盐储罐处于化盐状态时，罐体16内熔融盐为固态或固液混合态，熔盐泵1停止使用，玻璃盖板2处于闭合状态，可以配合照明灯5观察罐体16内熔融盐状态，第一组热电偶6测量气体温度，第二组热电偶7测量熔融盐的温度，耐高温风扇8与辅助加热器9处于开启状态，辅助加热器9根据第一组热电偶6测量的气体温度调节功率，保持气体温度高于熔融盐的熔点，气体升温后与固态盐或固液混合态盐对流换热，从而融化罐体16内部的熔融盐，液位计10停止使用，泄盐阀14处于关闭状态，主加热器11停止使用。
当本发明熔融盐储罐处于排盐状态时，罐体16内熔融盐为液态，熔盐泵1停止使用，玻璃盖板2首先处于闭合状态，可以配合照明灯5观察罐体16内熔融盐状态，第一组热电偶6测量气体温度，第二组热电偶7测量熔融盐的温度，耐高温风扇8与辅助加热器9处于关闭状态，液位计10可以观察及反馈液位信号，泄盐阀14处于开启状态，熔融盐经过泄盐槽12、泄盐阀14和泄盐管13排出罐体16，主加热器11根据第二组热电偶7测量的熔融盐温度调节加热功率，保持熔融盐为设定温度，当液位低于主加热器11时关闭主加热器11，排空罐体16内熔融盐后关闭泄盐阀14，如果需要加入新的熔融盐，开启玻璃盖板2，从人孔3加入新的熔融盐。

Claims (4)

1.一种实验用熔融盐储罐，其特征在于：所述的实验用熔融盐储罐包括熔盐泵(1)、玻璃盖板(2)、人孔(3)、人梯(4)、照明灯(5)、第一组热电偶(6)、第二组热电偶(7)、耐高温风扇(8)、辅助加热器(9)、液位计(10)、主加热器(11)、泄盐槽(12)、泄盐管(13)、泄盐阀(14)、支撑结构(15)、罐体(16)、保温材料(17)和回盐管(18)；
所述的熔盐泵(1)从罐体(16)上方插入罐体(16)内部；所述的玻璃盖板(2)位于罐体(16)正上方，人孔(3)位于玻璃盖板(2)的正下方，透过玻璃盖板(2)和人孔(3)能够观察罐体(16)内部情况；所述的人梯(4)位于人孔(3)下方，方便人员进出检修；所述的照明灯(5)位于罐体(16)内顶部，用于照明；第一组热电偶(6)和第二组热电偶(7)均安装在罐体(16)的侧壁面上，所述的第一组热电偶(6)位于熔融盐液面的上方，测量气体温度，第二组热电偶7位于罐内熔融盐液面的下方，测量熔融盐的温度；所述的耐高温风扇(8)固定在罐体(16)内部侧壁上，位置高于熔融盐的液位；所述的辅助加热器(9)布置在耐高温风扇(8)正前方；所述的液位计(10)安装在罐体(16)上方；所述的主加热器(11)是电加热棒、蒸汽加热器或导热油加热器，从罐体(16)侧壁面的下方横插入罐体(16)内部；所述的泄盐槽(12)位于罐体(16)的底部；所述的泄盐管(13)与泄盐槽(12)联通，泄盐阀(14)安装在泄盐管(13)上；所述的支撑结构(15)位于罐体(16)的下方，整个罐体(16)外部包有保温材料(17)；所述的回盐管(18)位于罐体(16)顶部，与罐体(16)内部联通。
2.根据权利要求1所述的实验用熔融盐储罐，其特征在于：所述的熔融盐储罐处于正常运行状态时，罐体(16)内的熔融盐为液态，熔盐泵(1)根据实验要求调节流量，并输送熔融盐给外部设备；玻璃盖板(2)处于闭合状态，配合照明灯(5)能够观察罐体(16)内熔融盐状态；第一组热电偶(6)测量气体温度，第二组热电偶(7)测量熔融盐的温度，耐高温风扇(8)与辅助加热器(9)处于关闭状态，液位计(10)反馈液位信号，泄盐阀(14)处于关闭状态；主加热器(11)根据第二组热电偶(7)测量的熔融盐温度调节加热功率，保持熔融盐为设定温度；当液位低于主加热器(11)时关闭主加热器(11)，外部设备使用后的熔融盐通过回盐管(18)返回到罐体(16)内。
3.根据权利要求1所述的实验用熔融盐储罐，其特征在于：所述的熔融盐储罐处于化盐状态时，罐体(16)内的熔融盐为固态或固液混合态，熔盐泵(1)停止使用，玻璃盖板(2)处于闭合状态；第一组热电偶(6)测量气体温度，第二组热电偶(7)测量熔融盐的温度，耐高温风扇(8)与辅助加热器(9)处于开启状态，辅助加热器(9)根据第一组热电偶(6)测量的气体温度调节功率，保持气体温度高于熔融盐的熔点，气体升温后与固态盐或固液混合态盐对流换热，从而融化罐体(16)内的熔融盐；液位计(10)停止使用，泄盐阀(14)处于关闭状态，主加热器(11)停止使用。
4.根据权利要求1所述的实验用熔融盐储罐，其特征在于：所述的熔融盐储罐处于排盐状态时，罐体(16)内熔融盐为液态，熔盐泵(1)停止使用，玻璃盖板(2)首先处于闭合状态；第一组热电偶(6)测量气体温度，第二组热电偶(7)测量熔融盐的温度；耐高温风扇(8)与辅助加热器(9)处于关闭状态，液位计(10)反馈液位信号；泄盐阀(14)处于开启状态，熔融盐经过泄盐槽(12)、泄盐阀(14)和泄盐管(13)排出罐体(16)；主加热器(11)根据第二组热电偶(7)测量的熔融盐温度调节加热功率，保持熔融盐为设定温度；当液位低于主加热器(11)时关闭主加热器(11)，排空罐体(16)内熔融盐后关闭泄盐阀(14)，如果需要加入新的熔融盐，开启玻璃盖板(2)，从人孔(3)加入熔融盐。
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