CN109059595A - 一种熔盐蓄热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种熔盐蓄热装置，包括放热热管换热器、储罐和加热热管换热器，储罐的顶部通过储罐盖盖住密封，储罐盖的表面贯穿安装数个能促使储罐内熔盐加热或放热的加热‑放热组合热管换热器，加热‑放热组合热管换热器由若干排放热管和若干排加热管交叉布置组成，储罐中心处安装搅拌器；本发明采用单罐并将加热、放热换热器置于罐体内，取消熔盐管道，彻底去除熔盐管道复杂的伴热保温系统，根除熔盐管道磨损、堵塞等使系统运行不畅，运行维护费用高等问题，增强系统长时间运行稳定性，安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种熔盐蓄热装置，具体是一种熔盐蓄热装置，属于熔盐蓄热技术领域。
背景技术
2017年9月22日国家发展改革委、财政部、科学技术部、工业和信息化部、国家能源局五部委联合发布《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》，意见指出，近年来，我国储能呈现多元发展的良好态势，储热、储冷、储氢技术也取得了一定进展。我国储能技术总体上已经初步具备了产业化的基础。应用推广一批具有自主知识产权的储能技术和产品。试验示范一批包括大容量新型熔盐储热装置在内具有产业化潜力的储能技术和装备。鼓励供热电厂(也可引进第三方)投资建设储能调峰设施，同等条件下优先调用其调峰资源。火电企业或第三方在计量出口内建设的电供热储能设施，视为深度调峰设施，在深度调峰交易中抵减机组发电出力进行费用计算及补偿，最多可抵减至出力为零。
现有技术方案：
1.双罐储热系统，采用一个高温罐，一个低温罐，高低温储罐间有两路管道连接起来，一路管路由熔盐泵，换热器及管道组成，另一路管路由熔盐泵，熔盐加热器及管路组成。需要能量时，由熔盐泵将高温熔盐抽出来经过换热器件，将高温熔盐热能取出，熔盐温度降低后进入低温熔盐罐。需要储能时，由熔盐泵将低温熔盐抽出来，加热器将低温熔盐加热后进入高温熔盐储罐存储起来。这种技术方案，需要复杂的熔盐管路连接高低温罐，管道伴热保温系统复杂，管道磨损、堵塞等问题无法切底解决，影响系统的长时间稳定运行，运行维护费用昂贵。
2.单罐熔盐斜温层储热系统，采用一个熔盐储罐储存熔盐，熔盐储罐-加热器和熔盐储罐-加热器间分别由两条管道连接起来。一路管路由熔盐泵、换热器及管道组成，另一路管路由熔盐泵、熔盐加热器及管路组成。需要能量时，由熔盐泵将高温熔盐由罐体上部抽出来经过换热器件，将高温熔盐热能取出，熔盐温度降低后由储罐底部送回储罐，低温熔盐存储在罐体下部。需要储能时，由熔盐泵将低温熔盐由储罐底部抽出来，加热器将低温熔盐加热后由罐体顶部送回储罐。这种技术方案，需要复杂的熔盐管路连接熔盐储罐-加热器及熔盐储罐-加热器，管道伴热保温系统复杂，管道磨损、堵塞等问题无法切底解决，影响系统的长时间稳定运行，运行维护费用昂贵。
因此，需要一种熔盐蓄热装置来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种熔盐蓄热装置。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种熔盐蓄热装置，包括放热热管换热器、储罐和加热热管换热器，所述储罐的顶部通过储罐盖盖住密封，所述储罐盖的表面贯穿安装数个能促使储罐内熔盐加热或放热的加热-放热组合热管换热器，所述加热-放热组合热管换热器由若干排放热管和若干排加热管交叉布置组成，所述储罐中心处安装搅拌器。
作为发明一种优选方式，所述加热-放热组合热管换热器包括放热蒸汽出口总集箱和加热蒸汽入口总集箱,放热蒸汽出口总集箱并联数个放热蒸汽出分集箱，且放热蒸汽出分集箱对应的另一侧开有一个连接孔；放热蒸汽出口分集箱底部通过若干个放热管贯穿管排固定板连通至若干放热冷凝水入口分集箱,放热冷凝水入口分集箱一端开口与放热冷凝水入口总集箱的侧壁连通，且放热冷凝水入口分集箱对应的另一侧壁也开有一个连接孔；加热蒸汽入口总集箱并联数个加热蒸汽入口分集箱，且加热蒸汽入口分集箱对应的另一侧开有一个连接孔；放热蒸汽出分集箱底部通过若干个加热管贯穿管排固定板连通至数个加热冷凝水出口分集箱,数个加热冷凝水出口分集箱一端开口与加热冷凝水出口总集箱的侧壁连通，且加热冷凝水出口分集箱对应的另一侧壁也开有一个连接孔。
进一步的：所述放热热管冷凝水入口总集箱与加热热管冷凝水出口总集箱之间垂直设置两个集箱固定板。
进一步的：所述储罐盖的顶部安装有若干个加盐口。
进一步的：数个所述加热蒸汽入口总集箱通过加热分体热管蒸汽连接管连接至加热热管换热器的顶部，所述放热蒸汽出口总集箱通过放热分体热管蒸汽连接管连接放热换热器的顶部，若干个所述放热冷凝水入口总集箱通过放热分体热管冷凝水回流管连接放热换热器的底部冷凝水出口，若干个加热冷凝水出口分集箱通过加热分体热管冷凝水回流管连接至加热热管换热器的底部冷凝水入口。
进一步的：所述放热热管换热器的顶部连接蒸汽出口、底部连接补水入口。
进一步的：所述加热热管换热器的顶部连接锅炉蒸汽入口、底部连接锅炉蒸汽冷凝水出口。
进一步的：所述放热热管换热器和加热热管换热器对称设置在储罐的两侧，且放热热管换热器的顶部水平面高于储罐的顶部水平面，加热热管换热器的底部水平面低于储罐的底部水平面。
进一步的：所述储罐由不锈钢罐体和罐体保温层组成。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用单罐并将加热、放热换热器置于罐体内，取消熔盐管道，彻底去除熔盐管道复杂的伴热保温系统，制造成本低，运行维护费成本低；低成本大规模熔盐蓄与热太阳能热发电结合可提供稳定的和符合电网要求的可调度电力。
2、根除熔盐管道磨损、堵塞等使系统运行不畅问题，增强系统长时间运行稳定性，安全性。
3、罐体内加热-放热换热器交叉排布，使罐体内的熔盐在加热，放热过程中，热能存储快，释放更线性；
4、罐体内加热-放热换热器交叉排布，有效利用换热面，换热器体积紧促，高效。
5、罐体内采用热管换热器与外部热源进行换热，即使罐体内热管换热器破损，泄露，也只有少量的传热介质直接进入高温熔盐中，保证系统的安全性，不会出现重大的事故。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明整体结构侧视图；
图3为本发明中加热-放热组合热管换热器内部结构示意图；
图4为本发明整体中储罐结构示意图；
图5为本发明工作原理示意图；
图中：1-放热热管换热器，2-加热-放热组合热管换热器，201-放热热管蒸汽出口总集箱，202-放热热管蒸汽出分集箱，203-放热管，204-加热热管蒸汽入口总集箱，205-加热热管蒸汽入口分集箱，206-加热管，207-管排固定板，208-放热热管冷凝水入口总集箱，209-放热热管冷凝水入口分集箱，210-加热热管冷凝水出口总集箱，211-加热热管冷凝水出口分集箱，212-集箱固定板，3-搅拌器，4-储罐盖，41-加盐口，5-储罐，51-不锈钢罐体，52-罐体保温层，6-加热热管换热器，7-加热分体热管蒸汽连接管，8-加热分体热管冷凝水回流管，9-放热分体热管蒸汽连接管，10-放热分体热管冷凝水回流管，11-蒸汽出口，12-补水入口，13-锅炉蒸汽入口，14-锅炉蒸汽冷凝水出口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2所示，一种熔盐蓄热装置，包括放热热管换热器1、储罐5和加热热管换热器6，所述储罐5的顶部通过储罐盖4盖住密封，所述储罐盖4的表面贯穿安装数个能促使储罐内熔盐加热或放热的加热-放热组合热管换热器2，所述加热-放热组合热管换热器2由若干排放热管203和若干排加热管206交叉布置组成，所述储罐5中心处安装搅拌器。
如图3所示，本发明中，加热-放热组合热管换热器2包括放热蒸汽出口总集箱201和加热蒸汽入口总集箱204,放热蒸汽出口总集箱201并联数个放热蒸汽出分集箱202，且放热蒸汽出分集箱202对应的另一侧开有一个连接孔；放热蒸汽出口分集箱202底部通过若干个放热管203贯穿管排固定板207连通至若干放热冷凝水入口分集箱208,放热冷凝水入口分集箱208一端开口与放热冷凝水入口总集箱209的侧壁连通，且放热冷凝水入口分集箱208对应的另一侧壁也开有一个连接孔；加热蒸汽入口总集箱204并联数个加热蒸汽入口分集箱205，且加热蒸汽入口分集箱205对应的另一侧开有一个连接孔；放热蒸汽出分集箱202底部通过若干个加热管206贯穿管排固定板207连通至数个加热冷凝水出口分集箱210,数个加热冷凝水出口分集箱210一端开口与加热冷凝水出口总集箱211的侧壁连通，且加热冷凝水出口分集箱210对应的另一侧壁也开有一个连接孔。
如图3所示，本发明中，为了确保装置的稳定性，放热热管冷凝水入口总集箱208与加热热管冷凝水出口总集箱210之间垂直设置两个集箱固定板212。
如图1所示，在本发明实施列中，储罐盖4的顶部安装有若干个加盐口41。
本实施列中，储罐5中心处安装搅拌器3，所述搅拌器3包括电机、减速机、搅拌轴和搅拌叶片，减速机安装于储罐盖上，电机设于减速机上方，搅拌轴与减速机下部输出端连接并延伸至储罐内，搅拌叶片设于搅拌轴上，搅拌器的作用是保证储罐内的熔盐不会发生自燃沉降，保证储罐内熔盐的均匀度，确保发挥储罐的最大储能效率。
如图1所示，本发明中，数个加热蒸汽入口总集箱204通过加热分体热管蒸汽连接管7连接至加热热管换热器6的顶部，所述放热蒸汽出口总集箱201通过放热分体热管蒸汽连接管9连接放热换热器1的顶部，若干个所述放热冷凝水入口总集箱208通过放热分体热管冷凝水回流管10连接放热换热器1的底部冷凝水出口，若干个加热冷凝水出口分集箱211通过加热分体热管冷凝水回流管8连接至加热热管换热器6的底部冷凝水入口。
如图1-2所示，放热热管换热器1的顶部连接蒸汽出口11、底部连接补水入口12。加热热管换热器6的顶部连接锅炉蒸汽入口13、底部连接锅炉蒸汽冷凝水出口14；放热热管换热器1和加热热管换热器6对称设置在储罐5的两侧，且放热热管换热器1的顶部水平面高于储罐5的顶部水平面，加热热管换热器6的底部水平面低于储罐5的底部水平面。
如图1所示，作为本发明的优选方案，本发明方案中，储罐内加热-放热组合热管换热器2设有八个，但很显然加热-放热组合热管换热器的数量可以根据储罐的大小尺寸和加热-放热组合热管换热器的尺寸综合考虑以后进行设计其数量。
本发明中，为了保证储罐的储能效果，储罐5由不锈钢罐体501和罐体保温层502组成。
如图5所示，本发明的工作过程：储能时，高温热介质(蒸汽)经加热热管换热器换热后，变成低温热介质(冷凝水)从另一端流出，热能经加热热管换热器-加热管传导到熔盐，使熔盐温度升高，储存热能；放能时，使低温热介质(水)流入加热热管换热器，高温熔盐储存的热能经放热管-放热热管换热器传递到低温热介质(水)，变成高温热介质(蒸汽)从另一端流出，熔盐温度下降，放出热能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种熔盐蓄热装置，包括放热热管换热器(1)、储罐(5)和加热热管换热器(6)，其特征在于：所述储罐(5)的顶部通过储罐盖(4)盖住密封，所述储罐盖(4)的表面贯穿安装数个能促使储罐内熔盐加热或放热的加热-放热组合热管换热器(2)，所述加热-放热组合热管换热器(2)由若干排放热管(203)和若干排加热管(206)交叉布置组成，所述储罐(5)中心处安装搅拌器(3)。
2.根据权利要求1所述熔盐蓄热装置，其特征在于，所述加热-放热组合热管换热器(2)包括放热蒸汽出口总集箱(201)和加热蒸汽入口总集箱(204),放热蒸汽出口总集箱(201)并联数个放热蒸汽出分集箱(202)，且放热蒸汽出分集箱(202)对应的另一侧开有一个连接孔；放热蒸汽出口分集箱(202)底部通过若干个放热管(203)贯穿管排固定板(207)连通至若干放热冷凝水入口分集箱(208),放热冷凝水入口分集箱(208)一端开口与放热冷凝水入口总集箱(209)的侧壁连通，且放热冷凝水入口分集箱(208)对应的另一侧壁也开有一个连接孔；加热蒸汽入口总集箱(204)并联数个加热蒸汽入口分集箱(205)，且加热蒸汽入口分集箱(205)对应的另一侧开有一个连接孔；放热蒸汽出分集箱(202)底部通过若干个加热管(206)贯穿管排固定板(207)连通至数个加热冷凝水出口分集箱(210),数个加热冷凝水出口分集箱(210)一端开口与加热冷凝水出口总集箱(211)的侧壁连通，且加热冷凝水出口分集箱(210)对应的另一侧壁也开有一个连接孔。
3.根据权利要求2所述熔盐蓄热装置，其特征在于，所述放热热管冷凝水入口总集箱(208)与加热热管冷凝水出口总集箱(210)之间垂直设置两个集箱固定板(212)。
4.根据权利要求2所述熔盐蓄热装置，其特征在于,数个所述加热蒸汽入口总集箱(204)通过加热分体热管蒸汽连接管(7)连接至加热热管换热器(6)的顶部，所述放热蒸汽出口总集箱(201)通过放热分体热管蒸汽连接管(9)连接放热换热器(1)的顶部，若干个所述放热冷凝水入口总集箱(208)通过放热分体热管冷凝水回流管(10)连接放热换热器(1)的底部冷凝水出口，若干个加热冷凝水出口分集箱(211)通过加热分体热管冷凝水回流管(8)连接至加热热管换热器(6)的底部冷凝水入口。
5.根据权利要求1所述熔盐蓄热装置，其特征在于，所述储罐盖(4)的顶部安装有若干个加盐口(41)。
6.根据权利要求1或4所述熔盐蓄热装置，其特征在于，所述放热热管换热器(1)的顶部连接蒸汽出口(11)、底部连接补水入口(12)。
7.根据权利要求1或4所述熔盐蓄热装置，其特征在于，所述加热热管换热器(6)的顶部连接锅炉蒸汽入口(13)、底部连接锅炉蒸汽冷凝水出口(14)。
8.根据权利要求1或4所述熔盐蓄热装置，其特征在于：所述放热热管换热器(1)和加热热管换热器(6)对称设置在储罐(5)的两侧，且放热热管换热器(1)的顶部水平面高于储罐(5)的顶部水平面，加热热管换热器(6)的底部水平面低于储罐(5)的底部水平面。
9.根据权利要求1所述熔盐蓄热装置，其特征在于：所述储罐(5)由不锈钢罐体(501)和罐体保温层(502)组成。
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