CN106742856A - 大型熔盐储罐电加热器导流箱 - Google Patents

Abstract

本发明属于化工机械领域，特别涉及一种大型熔盐储罐电加热器导流箱。导流箱包括两侧板，两侧板之间竖向分布有支撑板，箱体的前后两端分别设置前端板和后端板，前端板和后端板均固定在两侧板之间，两侧板之间纵向设有一块水平挡板Ⅰ和两块水平挡板Ⅱ，水平挡板Ⅰ位于水平挡板Ⅱ的上方，水平挡板Ⅰ分别与前端板、后端板和支撑板焊接，两块水平挡板Ⅱ分别与两侧板、前端板、后端板焊接，前端板和支撑板上对应相同中心线设置套管孔。本发明利用导流箱内的气体或熔盐因加热温度升高导致密度下降而产生的“烟囱效应”，强化储罐内气体或熔盐的循环加热过程，阻断电加热器套管直接对罐底板的辐射通道，防止加热器的正下方罐底板的温度过高。

Description

大型熔盐储罐电加热器导流箱

技术领域

本发明涉及一种大型熔盐储罐电加热器导流箱，属于化工机械领域。

背景技术

熔盐储罐是塔式太阳能聚热发电项目中的熔盐储存设备。分为冷熔盐罐和热熔盐罐，设计温度分别为400℃和575℃。根据发电能力不同，熔盐储罐的容积从几百立方米到几千立方米不等，甚至更大。

熔盐储罐投用前须预热至熔盐融化温度以上，通常接近300℃，然后才能进熔盐。熔盐的密度随着温度的升高而降低，熔盐在储存过程中，由于散热等原因，会出现上部熔盐温度高于下部的情况，有时温度差会达到不能接受的程度。

因此，熔盐储罐在罐壁上需设置至少两圈电加热器(棒)，用于储罐投用前的预热和使用过程中熔盐加热。各圈电加热器沿圆周均布，上圈靠近储罐罐壁高度的中间位置，下圈位于底圈罐壁。

下圈电加热器位于底圈罐壁。在储罐投用前的预热阶段，如果电加热器比较靠近罐底，由于加热器的辐射作用，在各个加热器的正下方，罐底板的温度高于其他区域，造成罐底板温度不均匀，温差造成的过大膨胀差将使罐底板焊缝开裂；如果电加热器距罐底较远，在电加热器所在平面之下的气体升温缓慢，不仅罐底温度很长时间达不到投用所需的温度，而且造成罐壁与罐底的温差超过允许值。在储罐运行期间，为满足熔盐在最低液位时加热的要求，要求下圈电加热器尽量靠近罐底。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种大型熔盐储罐电加热器导流箱，既能实现预热阶段，在温差不超标的前提下，罐底板较快且均匀地升温，又能满足熔盐在最低液位时的加热要求，使储罐内不能被加热的熔盐体积最小，确保储罐在预热和运行期间，各点之间的温差在安全范围内。

本发明所述的大型熔盐储罐电加热器导流箱，导流箱包括两侧板，两侧板之间竖向分布有支撑板，侧板的前后两端分别设置前端板和后端板，前端板和后端板均固定在两侧板之间，两侧板之间纵向设有一块水平挡板Ⅰ和两块水平挡板Ⅱ，水平挡板Ⅰ位于水平挡板Ⅱ的上方，水平挡板Ⅰ分别与前端板、后端板和支撑板焊接，水平挡板Ⅱ分别与两侧板、前端板、后端板焊接，前端板和支撑板上对应相同中心线设置套管孔。

所述的两侧板下端之间的距离约为套管孔内径的两倍，两侧板上端之间的距离为两侧板下端之间距离的一半。

所述的支撑板顶部与侧板顶部平齐，支撑板底部与套管孔底部之间的最小距离为50mm。

所述的支撑板在前端板和后端板之间均匀分布。

所述的水平挡板Ⅰ设置为一个，且位于两侧板之间的中间位置，水平挡板Ⅱ设置为两个，分别固定在两侧板的内壁。

两块侧板、开孔的前端板、不开孔的后端板组成箱体，箱体内由支撑板分割为几个相同长度的空间。

安装时，电加热器套管穿过前端板和支撑板上的套管孔，导流箱侧板前端与储罐罐壁焊接固定。前端板与侧板前端应留有足够的距离。侧板的长度应使导流箱安装后，电加热器套管尾端靠近后端板，且在加热时，电加热器套管尾端与后端板仍有适当的安全距离。

导流箱的工作原理是：

加热时，箱体内的气体或熔盐温度升高导致密度下降，产生“烟囱效应”，热的气体或熔盐从箱体上端排出，在“烟囱效应”的作用下，靠近罐底(温度低)的气体或熔盐从箱体下端被吸入箱体，加热后从箱体上端排出，形成连续的循环加热过程。设置在电加热器套管下方的水平挡板Ⅰ和水平挡板Ⅱ，在留出介质通道的同时，阻断电加热器对罐底板的直接辐射通道，防止加热器的正下方罐底板的温度过高。支撑板将箱体沿长度方向均匀分割为几个相同长度的空间，削弱箱体内因加热温度不均匀产生的返混现象。两侧板的间距约为套管直径的2倍。间距过大或过小都会弱化“烟囱效应”，影响使用效果。箱体越高，“烟囱效应”越强，电加热器套管越靠近箱体下端，“烟囱效应”也越强。箱体上端应低于储罐的最低液位，距离应不小于箱体宽度的2倍。导流箱安装时，下端应尽量靠近罐底板，建议不小于50mm。电加热器安装时，发热段应位于箱体的前端板与后端板之间。

本发明的有益效果是：

利用导流箱内的气体或熔盐因加热温度升高导致密度下降而产生的“烟囱效应”，强化储罐内气体或熔盐的循环加热过程，阻断电加热器套管直接对罐底板的辐射通道，防止加热器的正下方罐底板的温度过高，既可实现预热阶段，在温差不超标的前提下，罐底板较快且均匀地升温，又能满足熔盐在最低液位时的加热要求，使储罐内不能被加热的熔盐体积最小，储罐在预热和运行期间，确保各点之间的温差在安全范围内。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中A-A的截面结构示意图。

图3是本发明使用状态的结构示意图。

图中：1、侧板；2、前端板；3、后端板；4、支撑板；5、水平挡板Ⅰ；6、水平挡板Ⅱ；7、套管孔；8、电加热器套管；9、罐底板；10、储罐罐壁。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述：

如图1～图3所示，本发明所述的大型熔盐储罐电加热器导流箱，包括两侧板1，两侧板1之间竖向分布有支撑板4，侧板1的前后两端分别设置前端板2和后端板3，前端板2和后端板3均固定在两侧板1之间，两侧板1之间纵向设有一块水平挡板Ⅰ5和两块水平挡板Ⅱ6，水平挡板Ⅰ5位于水平挡板Ⅱ6的上方，水平挡板Ⅰ5分别与前端板2、后端板3和支撑板4焊接，水平挡板Ⅱ6分别与两侧板1、前端板2、后端板3焊接，前端板2和支撑板4上对应相同中心线设置套管孔7。水平挡板Ⅰ5设置为一个，且位于两侧板之间的中间位置，水平挡板Ⅱ6设置为两个，分别固定在两侧板的内壁。

安装时，电加热器套管8穿过前端板2和支撑板4上的套管孔7，侧板1左端与储罐罐壁10焊接固定。前端板2与侧板1左端应留有足够的距离。侧板1的长度应使导流箱安装后，电加热器套管8内端靠近后端板3，且在加热时，电加热器套管8内端与后端板3仍有适当的安全距离。

加热时，箱体内的气体或熔盐温度升高导致密度下降，产生“烟囱效应”，热的气体或熔盐从箱体上端排出，在“烟囱效应”的作用下，靠近罐底(温度低)的气体或熔盐从箱体下端被吸入箱体，加热后从箱体上端排出，形成连续的循环加热过程。设置在电加热器套管8下方的水平挡板Ⅰ5和水平挡板Ⅱ6，在留出介质通道的同时，阻断电加热器对罐底板9的直接辐射通道，防止加热器的正下方罐底板9的温度过高。支撑板4将箱体沿长度方向均匀分割为几个相同长度的空间，削弱箱体内因加热温度不均匀产生的返混现象。两侧板下部的间距约为套管直径的2倍。间距过大或过小都会弱化“烟囱效应”，影响使用效果。箱体越高，“烟囱效应”越强，电加热器套管8越靠近箱体下端，“烟囱效应”也越强。箱体上端应低于储罐的最低液位，距离应不小于箱体宽度的2倍。导流箱安装时，下端应尽量靠近罐底板9，建议不小于50mm。电加热器安装时，发热段应位于箱体的前端板2与后端板3之间。

Claims (5)

1.一种大型熔盐储罐电加热器导流箱，其特征在于：包括两侧板(1)，两侧板(1)之间竖向分布有支撑板(4)，侧板(1)的前后两端分别设置前端板(2)和后端板(3)，前端板(2)和后端板(3)均固定在两侧板(1)之间，两侧板(1)之间纵向设有水平挡板Ⅰ(5)和水平挡板Ⅱ(6)，水平挡板Ⅰ(5)位于水平挡板Ⅱ(6)的上方，水平挡板Ⅰ(5)分别与前端板(2)、后端板(3)和支撑板(4)焊接，水平挡板Ⅱ(6)分别与侧板(1)、前端板(2)、后端板(3)焊接，前端板(2)和支撑板(4)上对应相同中心线设置套管孔(7)。

2.根据权利要求1所述的大型熔盐储罐电加热器导流箱，其特征在于：两侧板(1)下端之间的距离为套管孔(7)内径的两倍，两侧板(1)上端之间的距离为两侧板(1)下端之间距离的一半。

3.根据权利要求1所述的大型熔盐储罐电加热器导流箱，其特征在于：支撑板(4)顶部与侧板(1)顶部平齐，支撑板(4)底部与套管孔(7)底部之间的最小距离为50mm。

4.根据权利要求1所述的大型熔盐储罐电加热器导流箱，其特征在于：支撑板(4)在前端板(2)和后端板(3)之间均匀分布。

5.根据权利要求1所述的大型熔盐储罐电加热器导流箱，其特征在于：水平挡板Ⅰ(5)设置为一个，且位于两侧板之间的中间位置，水平挡板Ⅱ(6)设置为两个，分别固定在两侧板的内壁。