CN111385931B - 一种基于电磁感应的熔盐加热器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于电磁感应的熔盐加热器，所述熔盐加热器包括：带孔鳍片(2)、不锈钢料筒(3)、绝缘保温层(4)、电磁感应线圈(5)；所述不锈钢料筒(3)外包裹所述绝缘保温层(4)，所述电磁感应线圈(5)缠绕于所述绝缘保温层(4)外侧；所述带孔鳍片(2)布置在所述不锈钢料筒(3)内侧，可供熔融盐流过；当所述电磁感应线圈(5)中通入中频‑高频交变电流时，产生电涡流发热进而对熔盐进行加热。本发明的熔盐加热器能将带电的感应线圈与料筒分离，保障运行安全，防止热量向外部扩散，提高加热效率。

Description

一种基于电磁感应的熔盐加热器
技术领域
本发明光热发电领域。具体涉及基于电磁感应的熔盐加热器。
背景技术
目前熔盐加热方法是利用多束管状电热管在熔盐槽内对熔盐进行加热。该方法无法可靠地实现熔盐和电气分离，电热管长时间在高温环境下受到熔盐冲刷极易造成绝缘老化导致漏电，且加热器属于易损元件，高温在线更换危险系数高、难度大。并且在加热管集中布置的情况下，受到加热元件的表面单位瓦特密度的限制，电加热管功率受到限制，在需要大功率加热场合，储热系统体积过大。
发明内容
本发明利用法拉第电磁感应原理对熔盐进行加热，在不锈钢料筒表面缠绕绝缘导线，料筒中布置的带孔鳍片，使用大功率电源向导线中通入中频-高频交变电流，在鳍片中产生电涡流发热，进而加热其中流过的熔盐。不锈钢料筒外包裹绝缘保温层能将带电的感应线圈与料筒分离，保障运行安全，防止热量向外部扩散，提高加热效率。料筒两侧法兰处布置了高温热电偶，监控熔盐进出口温度，以熔盐入口温度、出口温度和设定温度为控制温度，采用两级PID调节电源输出功率实现对熔盐出口温度的精准调节。
本加热器从根本上实现电气和熔盐分离，极大提高了熔盐加热系统的安全性和使用寿命，同时实现熔盐出口温度精确可控。
本发明提供了一种基于电磁感应的熔盐加热器，所述熔盐加热器包括：带孔鳍片(2)、不锈钢料筒(3)、电磁感应线圈(5)；
所述电磁感应线圈(5)缠绕在所述不锈钢料筒(3)外侧；
所述带孔鳍片(2)布置在所述不锈钢料筒(3)内侧，可供熔融盐流过；
当所述电磁感应线圈(5)中通入中频-高频交变电流时，产生电涡流发热进而对熔盐进行加热。
优选的，所述不锈钢料筒(3)呈两端不封闭的圆筒状。
优选的，所述熔盐加热器还包括：绝缘保温层(4)；所述不锈钢料筒(3)外包裹所述绝缘保温层(4)，所述电磁感应线圈(5)缠绕于所述绝缘保温层(4)外侧。
优选的，所述带孔鳍片(2)交错沿轴向焊接在所述不锈钢料筒(3)内侧。
优选的，所述熔盐加热器还包括：两级PID控制，用于通过控制设定温度、入口熔盐温度、出口熔盐温度调节电源输出功率。
优选的，所述熔盐加热器还包括：绝缘保护罩(6)；
所述绝缘保护罩(6)包裹在所述不锈钢料筒(3)外侧。
优选的，还包括熔融盐出口法兰(1)和熔融盐入口法兰(7)；
所述熔融盐出口法兰(1)和熔融盐入口法兰(7)分别位于不锈钢料筒(3)的两端，并包裹在带孔鳍片的外侧。
优选的，所述熔盐加热器还包括测温探头(9)；
所述测温探头(9)设置在熔融盐出口法兰(1)和熔融盐入口法兰(7)处，用于检测不锈钢料筒(3)预热是否完毕。
优选的，所述熔岩加热器还包括：绝缘保护罩(6)；
所述绝缘保护罩(6)包裹在所述熔盐加热器外侧；
所述绝缘保护罩(6)内通入干燥空气，对电磁感应线圈(5)进行降温。
优选的，其特征在于，还包括绝缘支架；所述绝缘支架设置于熔盐加热器的底部。
优选的，所述熔岩加热器还包括：螺栓孔(10)，所述螺栓孔(10)设置在保护外壳底部，与螺栓配合将熔盐加热器固定在所述绝缘支架上。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的技术方案所述熔盐加热器包括：带孔鳍片(2)、不锈钢料筒(3)、绝缘保温层(4)、电磁感应线圈(5)；所述不锈钢料筒(3)外包裹所述绝缘保温层(4)，所述电磁感应线圈(5)缠绕于所述绝缘保温层(4)外侧；所述带孔鳍片(2)布置在所述不锈钢料筒(3)内侧，可供熔融盐流过；当所述电磁感应线圈(5)中通入中频-高频交变电流时，产生电涡流发热进而对熔盐进行加热。本发明的熔盐加热器能将带电的感应线圈与料筒分离，保障运行安全，防止热量向外部扩散，提高加热效率。
附图说明
图1为本发明提供了一种基于电磁感应的熔盐加热器的装置侧面截面图；
图2为本发明提供了一种基于电磁感应的熔盐加热器的不锈钢料筒中部截面图；
图3为本发明提供了一种基于电磁感应的熔盐加热器的熔融盐入口法兰；
图4为本发明提供了一种基于电磁感应的熔盐加热器的熔融盐出口法兰；
图中：1-熔融盐出口法兰；2-带孔鳍片；3-不锈钢料筒；4-绝缘保温层；5-电磁感应线圈；6-绝缘保护罩；7-熔融盐入口法兰；8-液位监视器；9-测温探头；10-螺栓孔。
具体实施方式
将两种不同宽度的带孔鳍片2交错沿轴向焊接在不锈钢料筒3内侧，绝缘保护罩6包裹在不锈钢料筒3外侧，电磁感应线圈5缠绕在绝缘保温层4外侧，整个设备通过螺栓固定在保护外壳底部的绝缘支架上。
在装置运行时，先在电磁感应线圈5中通入低功率中频交流电流对不锈钢料筒3预热，当位于法兰处的测温探头9检测到不锈钢料筒3预热完毕后，低温熔盐通过熔融盐入口法兰注入不锈钢料筒3，直至液位到达液位探头设定点。提高电源输入功率，不锈钢料筒3上感应出来的涡流增大，产生大量热能。带孔鳍片2将不锈钢料筒3上产生的热量传递至熔盐内部，实现对管内熔盐的均匀加热。不锈钢料筒3外部的绝缘保温层4能有效地防止热量流失，提高热效率。绝缘保护罩6内通入干燥空气，对电磁感应线圈5进行降温。
设定温度、入口熔盐温度、出口熔盐温度构成两级PID控制，其输出控制中频电源的输出功率，实现对熔盐出口温度的精准控制，提高光热系统发电效率。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种基于电磁感应的熔盐加热器，其特征在于，所述熔盐加热器包括：带孔鳍片(2)、不锈钢料筒(3)、绝缘保温层(4)、电磁感应线圈(5)；
所述不锈钢料筒(3)外包裹所述绝缘保温层(4)，所述电磁感应线圈(5)缠绕于所述绝缘保温层(4)外侧；
所述带孔鳍片(2)布置在所述不锈钢料筒(3)内侧，可供熔融盐流过；
当所述电磁感应线圈(5)中通入中频-高频交变电流时，产生电涡流发热进而对熔盐进行加热；
所述不锈钢料筒(3)呈两端不封闭的圆筒状；
所述带孔鳍片(2)交错沿轴向焊接在所述不锈钢料筒(3)内侧；
所述熔盐加热器还包括：两级PID控制，用于通过控制设定温度、入口熔盐温度、出口熔盐温度调节所述电磁感应线圈(5)连接的电源的输出功率；
还包括熔融盐出口法兰(1)和熔融盐入口法兰(7)；
所述熔融盐出口法兰(1)和熔融盐入口法兰(7)分别位于不锈钢料筒(3)的两端，并包裹在带孔鳍片的外侧；
所述熔盐加热器还包括测温探头(9)；
所述测温探头(9)设置在熔融盐出口法兰(1)和熔融盐入口法兰(7)处，用于检测不锈钢料筒(3)预热是否完毕。
2.根据权利要求1所述的一种基于电磁感应的熔盐加热器，其特征在于，所述熔盐加热器还包括：绝缘保护罩(6)；
所述绝缘保护罩(6)包裹在所述不锈钢料筒(3)外侧。
3.根据权利要求1所述的一种基于电磁感应的熔盐加热器，其特征在于，所述熔盐 加热器还包括：绝缘保护罩(6)；
所述绝缘保护罩(6)包裹在所述熔盐加热器外侧；
所述绝缘保护罩(6)内通入干燥空气，对电磁感应线圈(5)进行降温。
4.根据权利要求1所述的一种基于电磁感应的熔盐加热器，其特征在于，还包括绝缘支架；所述绝缘支架设置于熔盐加热器的底部。
5.根据权利要求4所述的一种基于电磁感应的熔盐加热器，其特征在于，所述熔盐 加热器还包括：螺栓孔(10)，所述螺栓孔(10)设置在保护外壳底部，与螺栓配合将熔盐加热器固定在所述绝缘支架上。
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