CN107726906B - 高温熔盐蓄能池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高温熔盐蓄能池，该蓄能池能对高温熔盐进行储存和保温，由里到外依次是耐火砖、浇注料、混凝土及夯实土，在耐火砖和浇注料之间填充耐火纤维，在浇注料内部均匀布置有通风管，浇注料的外表面浇筑有混凝土，混凝土的外表面加装夯实土。该蓄能池能应用于储能系统中熔盐的储存，解决了钢材储罐价格高、且结构热应力问题较难评判，导致使用寿命均不理想的问题。
Description
技术领域
本发明涉及熔盐储能技术领域，具体涉及一种高温熔盐蓄能池。
背景技术
熔盐作为优良的传热储能介质，在建筑供暖、谷电制热、风电消纳等方面都具有一定的应用前景。由于其具有较高的使用温度、高热稳定性、高比热容、高对流传热系数、低粘度、低饱和蒸汽压、低价格等“四高三低”的优势，成为目前光热发电领域及储能领域中认可度最高的传储热介质之一。
不管是光热发电领域还是储能领域，用于盛装熔盐的罐体均采用碳钢或不锈钢，目前熔盐储罐非常大，直径达到40米左右，高度15米左右，如此大的罐体通常都是一圈一圈焊接的，这种焊接的结构存在的问题就是：一旦里面的高温熔盐温度分布不均匀，很容易在焊接处发生问题，造成熔盐泄露，带来巨大损失；同时如此大的罐体需要大量的钢材，使储罐的价格较高。
中国专利201320098171.3公开了一种熔盐罐，该熔盐罐能够储存大量的热能，同时可有效防止熔盐凝固和空气中水分的侵入。但是该熔盐罐的罐体为不锈钢材料，价格昂贵，同时熔盐温度高达500～600℃，使罐体温度分布不均，很容易由于结构热应力问题造成罐体破坏，熔盐如果呈喷射状泄漏，还会涉及人身安全。
目前，在光热发电及熔盐储能领域，不管是单罐储能系统还是双罐储能系统，熔盐罐均为碳钢或不锈钢材质，但是由于熔盐温度过高，罐内温度分布不均，很容易造成罐体破坏，熔盐泄露，导致整个系统无法运行，因此亟需寻找一个可替代产品，来解决上述问题。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的目的是，提供一种高温熔盐蓄能池，其应用于储能系统中熔盐的储存，解决了钢材储罐价格高、且结构热应力问题较难评判，导致使用寿命均不理想的问题。
本发明采用的技术方案是：一种高温熔盐蓄能池，其特征在于该蓄能池能对高温熔盐进行储存和保温，由里到外依次是耐火砖、浇注料、混凝土及夯实土，在耐火砖和浇注料之间填充耐火纤维，在浇注料内部均匀布置有通风管，浇注料的外表面浇筑有混凝土，混凝土的外表面加装夯实土。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用耐火砖、浇注料、混凝土及夯实土组成的蓄能池结构能替代现有不锈钢或碳钢罐体，能显著降低罐体的价格，同时克服了现有不锈钢或碳钢罐体由于焊接连接在高温储存中存在的热应力问题，有效避免了在焊接点处易发生泄漏的不足。
本发明蓄能池能保证高温熔盐的温度维持在550℃左右，使高温熔盐能更方便地用于发电或用于供暖。
附图说明
图1为本发明高温熔盐蓄能池的结构示意图。
图中，1衬里、2耐火砖、3浇注料、4通风管、5混凝土、6夯实土。
具体实施方式
下面结合实施例及附图进一步解释本发明，但并不以此作为对本申请权利要求保护范围的限定。
本发明高温熔盐蓄能池(简称蓄能池，参见图1)能对高温熔盐进行储存和保温，由里到外依次是耐火砖2、浇注料3、混凝土5及夯实土6，在耐火砖2和浇注料3之间填充耐火纤维，在浇注料内部均匀布置有通风管4，浇注料的外表面浇筑有混凝土5，混凝土5的外表面加装夯实土6。
本发明的进一步特征在于在耐火砖的内表面设置有衬里，所述衬里为不锈钢、碳钢或其他材质，根据不同熔盐的腐蚀性选择是否需要衬里；如果储存的熔盐无腐蚀性，则可以不采用衬里，若腐蚀性较低，可采用碳钢衬里，若腐蚀性较高，则需要不锈钢衬里，这里所提到的不锈钢衬里、碳钢衬里与不锈钢、碳钢的罐体相比，不锈钢、碳钢的用料要少很多。
本发明的进一步特征在于所述的耐火砖为重质耐火砖或轻质耐火砖，一方面起到结构强度作用，也有一定的隔热效果；轻质耐火砖重量轻保温隔热好，但强度不高耐磨性差，不能接触高温火焰；重质耐火砖重量重，保温隔热能力差，但强度高耐磨性大，耐高温。在砌筑高温设备时，可以根据需求结合实际情况，将轻质耐火砖与重质耐火砖按照设计方案，结合起来使用，将会达到良好的效果，会提升设备使用寿命与使用效率。
所述的耐火纤维为纤维毡，解决浇注料不平整的问题，在降低施工难度的同时加强结构稳定性；
所述的通风管为钢制管，均布温度，可防止局部温度过高，通风管道可带走部分热量，防止热量继续向外扩散。
所述的混凝土起到加强整个蓄热池的结构强度作用。
本发明蓄能池在使用时替代现有的罐体：将该蓄能池接入单罐储能系统或双罐储能系统，固态熔盐加热后变为高温液体熔盐，注入蓄能池，蓄能池起到储存、保温的作用。
实施例1
本实施例高温熔盐蓄能池由里到外依次是耐火砖2、浇注料3、混凝土5及夯实土6，在耐火砖2和浇注料3之间填充耐火纤维，在浇注料内部均匀布置有通风管，浇注料的外表面浇筑有混凝土5，混凝土5的外表面加装夯实土6。在耐火砖内表面设有衬里1。耐火纤维3选择纤维毡，衬里为不锈钢制成，耐火砖为轻质耐火砖。耐火砖砌成的耐火砖层的厚度为浇注料层厚度的两倍，混凝土砌成的混凝土层的厚度为耐火砖层厚度的1/2，夯实土砌成的夯实土层的厚度为耐火砖层厚度的三倍。
将本实施例的蓄能池应用在光热发电领域，首先太阳能集热器反射太阳光将熔盐从220℃加热到550℃，高温熔盐经过熔盐泵进入高温蓄能池，与高温熔盐直接接触的为衬里1，其可解决高温熔盐带来的腐蚀问题；衬里1外层为耐火砖2，其可以起到结构强度作用，同时起到隔热效果；耐火砖2外层为耐火纤维3，其可以解决“浇注料”层不平整的问题，降低施工难度的同时加强结构稳定性；耐火纤维3外层为浇注料4，浇注料4之间设置有通风管5，通风管5为钢制管，均布温度，可防止局部温度过高，通风管道可带走部分热量，防止热量继续向外扩散；浇注料4外层为混凝土6，其起到整个蓄热池的结构强度作用；混凝土6外层为夯实土7。整个蓄能池的尺寸由熔盐储量决定。高温熔盐存储在蓄能池中，可实现全天24小时利用。
实施例2
本实施例高温熔盐蓄能池的结构同实施例1，衬里为碳钢制成，耐火砖为重质耐火砖。
该蓄能池应用在熔盐蓄热供暖领域，利用夜间谷电将熔盐加热到400℃，高温熔盐经过熔盐泵进入高温蓄能池，与高温熔盐直接接触的为衬里1，其可解决高温熔盐带来的腐蚀问题；整个蓄能池的尺寸由熔盐储量决定。高温熔盐存储在蓄能池中，可实现全天24小时利用。夜间利用低价低谷电加热熔盐，高峰时段关闭电加热器，利用高温熔盐与水换热，热水则提供给居民供暖使用。
本发明未述及之处适用于现有技术。
Claims (2)
1.一种高温熔盐蓄能池，其特征在于该蓄能池能对高温熔盐进行储存和保温，由里到外依次是耐火砖、浇注料、混凝土及夯实土，在耐火砖和浇注料之间填充耐火纤维，在浇注料内部均匀布置有通风管，浇注料的外表面浇筑有混凝土，混凝土的外表面加装夯实土；
在耐火砖的内表面设置有衬里，所述衬里为不锈钢或碳钢；
所述通风管为钢制管；耐火砖砌成的耐火砖层的厚度为浇注料层厚度的两倍，混凝土砌成的混凝土层的厚度为耐火砖层厚度的1/2，夯实土砌成的夯实土层的厚度为耐火砖层厚度的三倍；
蓄能池应用在光热发电领域，首先太阳能集热器反射太阳光将熔盐从220℃加热到550℃，高温熔盐经过熔盐泵进入高温蓄能池，与高温熔盐直接接触的为衬里（1），衬里(1)外层为耐火砖（2），其可以起到结构强度作用，同时起到隔热效果；耐火砖（2）外层为耐火纤维（3），其可以解决“浇注料”层不平整的问题，降低施工难度的同时加强结构稳定性；耐火纤维（3）外层为浇注料（4），浇注料（4）之间设置有通风管（5），通风管（5）为钢制管，均布温度，可防止局部温度过高，通风管道可带走部分热量，防止热量继续向外扩散；浇注料（4）外层为混凝土（6），其起到整个蓄热池的结构强度作用；混凝土（6）外层为夯实土（7）；蓄能池能保证高温熔盐的温度维持在550℃左右；
高温熔盐存储在蓄能池中，可实现全天24小时利用。
2.根据权利要求1所述的高温熔盐蓄能池，其特征在于所述耐火砖为重质耐火砖或轻质耐火砖；所述的耐火纤维为纤维毡。
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