CN111780607A

CN111780607A - 一种固态熔盐储能罐

Info

Publication number: CN111780607A
Application number: CN202010721044.9A
Authority: CN
Inventors: 赵子龙; 马元良; 陈许龙
Original assignee: Qinghai Nationalities University
Current assignee: Qinghai Nationalities University
Priority date: 2020-07-24
Filing date: 2020-07-24
Publication date: 2020-10-16

Abstract

本发明公开一种固态熔盐储能罐，结构设计合理，内部从上到下分为加热区和供热区，而且两区之间设有高效的熔盐传送装置，除实现固态熔盐的循环加热供热之外，还可通过搅拌效果防止熔盐出现板结现象，提高效率，将熔盐保留固态。该新型熔盐罐采用熔盐内部供热，供热便捷、高效，可有效防止熔盐热量散失严重；加料口直接加料，不采用管道运送熔盐，直接避免了运送管道堵塞的问题，实用性强。此外，该固态熔盐储能罐的加热区配备温度检测及传感系统，可检测温度灵活支配熔盐罐内部运行工作，为熔盐内部工作分配提供参考指令；同时，本发明采用保护罩直接隔绝熔盐，可直接避免现有熔盐罐存在的问题，使用更加便捷。

Description

一种固态熔盐储能罐

技术领域

本发明涉及储能技术领域，特别是涉及一种固态熔盐储能罐。

背景技术

随着能源的消耗越来越严重，光伏作为可再生能源的热点话题备受关注。然而，西北地区由于国家电网基础设施薄弱，引起光伏发电系统弃光限电现象严重，弃光率一直居高不下，成为光伏发展的一个技术性难题。

针对上述技术性难题所提出的光伏熔盐储能技术方案，可有效解决弃光率高的问题，是光伏发电系统大规模发展的助力器。因此，熔盐储存设备成为此技术的核心设备，但是现有熔盐罐仍然存在如下技术缺陷：

(1)熔盐罐结构缺陷：现有的熔盐罐只为液体熔盐的保存，熔盐罐内部的保存结构与固体熔盐保存结构不符；

(2)熔盐罐保温缺陷：现有的熔盐罐无法进行恒温操作，熔盐局部温度降低过快导致熔盐凝固，造成设备的损坏；并且熔盐流动性差，无法进行均匀加热；

(3)熔盐无法进行循环：熔盐罐中的熔盐为液体熔盐，但是对固体熔盐而言没有循环装置，加热不方便，会出现板结问题，对设备造成损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的固态熔盐储能罐，该熔盐储能罐适用于固体储热熔盐，具有高效的熔盐传送机构，能够实现固体熔盐的循环使用，同时有效防止熔盐出现板结现象。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种固态熔盐储能罐，包括罐体，所述罐体内自上而下依次设置有加热区和供热区，所述罐体顶部设置有固态熔盐加料口，所述加热区和所述供热区的底部分别设置有第一料门和第二料门，当所述第一料门开启时，加热后的熔盐由所述加热区进入所述供热区，进行供热；所述供热区与所述加热区之间还连接有熔盐传送装置，所述熔盐传送装置用于将所述供热区内的熔盐导回至所述加热区内，实现固态熔盐的循环。

可选的，还包括外部控制系统；所述加热区内安装加热系统；所述加热区和/或所述供热区内配备温度检测及传感系统，所述加热系统和所述温度检测及传感系统均与所述外部控制系统信号连接。

可选的，所述加热系统包括多根加热棒，所述加热棒采用电阻丝加热。

可选的，所述加热区的顶部还设置有保温区。

可选的，所述第一料门和/或所述第二料门为电动式料门结构，且所述电动式料门结构由所述外部控制系统控制启闭。

可选的，所述加热区和/或所述供热区的底部为漏斗状结构，料门设置于所述漏斗状结构的底端。

可选的，所述熔盐传送装置为绞龙输送机构，所述绞龙输送机构一端与所述第二料门连接，另一端与所述加热区连通。

可选的，所述供热区内设置有保护罩，所述保护罩一端开口，且开口端贯穿所述罐体的侧壁向外伸出；所述保护罩内用于放置斯特林发动机。

可选的，所述加热区设置有气压检测装置，所述气压检测装置与所述外部控制系统信号连接。

可选的，所述罐体包括由外至内依次设置的固定层和保温层。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的固态熔盐储能罐，结构设计合理，内部从上到下分为加热区和供热区，而且两区之间设有高效的熔盐传送装置，除实现固态熔盐的循环加热供热之外，还可通过搅拌效果防止熔盐出现板结现象，提高效率，将熔盐保留固态。该新型熔盐罐采用熔盐内部供热，供热便捷、高效，可有效防止熔盐热量散失严重；加料口直接加料，不采用管道运送熔盐，直接避免了运送管道堵塞的问题，实用性强。

此外，该固态熔盐储能罐的加热区安装加热系统，并配备温度检测及传感系统，既可以有效快速加热熔盐，提高储能效率，同时可检测温度灵活支配熔盐罐内部运行工作，为熔盐内部工作分配提供参考指令。

本发明采用保护罩直接隔绝了熔盐损坏设备的问题，可直接避免现有熔盐罐存在的问题，使用更加便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明固态熔盐储能罐的结构示意图；

其中，附图标记为：1、罐体；1-1、固定层；1-2、保温层；1-3、保温盖；2、保温区；3、加热区；4、供热区；5、固态熔盐加料口；6、第一料门；7、第二料门；8、熔盐传送装置；9、外部控制系统；10、温度检测及传感系统；11、加热棒；12、保护罩；13、气压检测装置。

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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一：

如图1所示，本实施例提供一种固态熔盐储能罐，包括罐体1，罐体1内自上而下依次设置有保温区2、加热区3和供热区4，罐体1顶部配备有保温盖1-3，保温盖的顶部中心设置有固态熔盐加料口5，加热区3和供热区4的底部分别设置有第一料门6和第二料门7，当第一料门6开启时，加热区3和供热区4连通，加热后的固态熔盐由加热区进入供热区，进行供热；供热区4与加热区3之间还连接有熔盐传送装置8，熔盐传送装置8用于将供热区4内的熔盐导回至加热区3内，实现固态熔盐的循环使用，实现固态熔盐加热、放热的循环工作状态。

本实施例中，如图1所示，还包括外部控制系统9；加热区3内安装加热系统；加热区3和/或供热区4内配备温度检测及传感系统10，加热系统和温度检测及传感系统10均以常规的电性连接方式与外部控制系统9信号连接。加热系统可以有效快速加热熔盐，提高储能效率；温度检测及传感系统10则用于检测温度加热区3内的温度，并将温度检测信号输送至外部控制系统9，再由外部控制系统9根据温度值的高度灵活支配熔盐罐内部其他部件的运行，实现整个系统的自动化运行模式。其中，外部控制系统9为现有控制系统，具体结构和工作原理在此不再赘述。

本实施例中，如图1所示，加热系统包括多根加热棒11，加热棒11采用现有的电阻丝加热，为熔盐提供足够的热源。

本实施例中，如图1所示，第一料门6和/或第二料门7为电动式料门结构，且电动式料门结构由外部控制系统9控制启闭。当加热区温度达到设定值时，第一料门6会在外部控制系统9的控制下打开将熔盐传送至供热区4；当供热区4温度达到设定值时，第二料门7会在外部控制系统9的控制下打开将熔盐传送至熔盐传送装置8中。其中，上述电动式料门结构均优选现有的电动推拉门结构，可包括门板和固定于出口处的导轨、丝杆，所述门板与所述导轨滑动配合，并与所述丝杆螺纹连接，所述丝杆的一端连接有电机，该电机可由外部控制系统9控制正、反转，进而实现门板沿导轨的往复移动，实现料门的开、闭。

本实施例中，如图1所示，加热区3和/或供热区4的底部为漏斗状结构，有利于熔盐的流动；料门设置于漏斗状结构的底端，便于熔盐的排出。

本实施例中，如图1所示，熔盐传送装置8为绞龙输送机构，绞龙输送机构一端与第二料门7连接，另一端与加热区3连通；绞龙输送机构的主要作用是将供热区熔盐传送至加热区进行加热，实现熔盐的循环加热。

本实施例中，如图1所示，供热区4内设置有保护罩12，保护罩12一端开口，且开口端贯穿罐体1的侧壁向外伸出；保护罩12内用于放置斯特林发动机，斯特林发动机可通过上述开口取放。该保护罩12主要由陶瓷等具有良好导热性能的材料组成，其主要作用是防止斯特林发动机与熔盐直接接触，损坏斯特林发动机。保护罩12与罐体1的插接处，设置密封结构，以确保供热区4内部良好的密封性能。

本实施例中，如图1所示，加热区3和/或供热区4设置有气压检测装置13，气压检测装置13与外部控制系统9信号连接。气压检测装置13采用现有的气压检测仪表，用于检测罐体内相应区域的气压，并将气压值实时输送至外部控制系统9，再由外部控制系统9配合控制料门的启闭，调节对应区域内的气压，防止气压过高引起安全事故。

本实施例中，如图1所示，罐体1包括由外至内依次设置的固定层1-1和保温层1-2。固定层1-1由钢筋混泥土建筑而成，主要作用是支撑整体框架，防止外围环境对内部结构的影响；保温层1-2主要由保温砖和保温涂层建筑而成，其主要作用是保温，防止热量的损失。保温盖1-3与罐体1的上述组成结构相同。同时，为了确保罐体工作状态下的密封性良好，固态熔盐加料口5处可设置料门结构，加料时开启，罐体工作时关闭。

下面的对本实施例固态熔盐储能罐的工作过程作具体说明：

(1)检测所有部件是否可以正常工作；并接通电源。

(2)将固态熔盐从保温盖顶部的固态熔盐加料口5加入到保温区2，加热区3和供热区4的料门保持关闭状态；从固态熔盐加料口5插入加热棒11开始加热内部熔盐；同时启动检测系统检测加热区域的温度、气压等。

(3)熔盐温度达到设定值时，温度检测及传感系统10将数据传送至外部控制系统9，外部控制系统9控制加热区3的电动门打开，熔盐传送至供热区4，全部传送结束后加热区3的电动门在外部控制系统9的控制下自动关闭；进入供热区4的熔盐开始给斯特林发动机进行供热。

(4)供热区4温度达到设定值时，检测系统将数据传送至外部控制系统9，外部控制系统9控制供热区的电动门打开，并启动搅龙传送机，将熔盐传送至加热区3再次加热，进行下一步循环过程。熔盐传送结束后，搅龙传送机和供热区4的电动门均在外部控制系统9的控制下自动关闭。

由此可见，本实施例具有以下特点：

(1)建造成本低：外层的固定层采用水泥和钢筋建筑而成，可有效的降低技术成本，而且质量好，使用年限长。

(2)保温效果好：熔盐罐内层为保温层，采用保温砖等保温材料做好保温措施，用防腐涂层做好防腐蚀措施，可增强熔盐罐的保温效果和增长使用寿命。

(3)加热效果明显:加热区安装加热系统，并配备温度检测及传感系统，可以有效快速加热熔盐，提高储能效率，也可检测温度灵活支配熔盐罐内部运行工作。

(4)供热便捷，高效：新型熔盐罐采用熔盐内部供热，可有效的防止熔盐热量散失严重，不采用管道运送熔盐，直接避免了运送管道堵塞的问题；采用陶瓷保护罩直接隔绝熔盐，从使用角度来说，可以直接避免现有熔盐罐所存在的问题，使用更加便捷。

需要说明的是，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等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。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种固态熔盐储能罐，其特征在于：包括罐体，所述罐体内自上而下依次设置有加热区和供热区，所述罐体顶部设置有固态熔盐加料口，所述加热区和所述供热区的底部分别设置有第一料门和第二料门，当所述第一料门开启时，加热后的熔盐由所述加热区进入所述供热区，进行供热；所述供热区与所述加热区之间还连接有熔盐传送装置，所述熔盐传送装置用于将所述供热区内的熔盐导回至所述加热区内，实现固态熔盐的循环。

2.根据权利要求1所述的固态熔盐储能罐，其特征在于：还包括外部控制系统；所述加热区内安装加热系统；所述加热区和/或所述供热区内配备温度检测及传感系统，所述加热系统和所述温度检测及传感系统均与所述外部控制系统信号连接。

3.根据权利要求2所述的固态熔盐储能罐，其特征在于：所述加热系统包括多根加热棒，所述加热棒采用电阻丝加热。

4.根据权利要求1所述的固态熔盐储能罐，其特征在于：所述加热区的顶部还设置有保温区。

5.根据权利要求2所述的固态熔盐储能罐，其特征在于：所述第一料门和/或所述第二料门为电动式料门结构，且所述电动式料门结构由所述外部控制系统控制启闭。

6.根据权利要求1所述的固态熔盐储能罐，其特征在于：所述加热区和/或所述供热区的底部为漏斗状结构，料门设置于所述漏斗状结构的底端。

7.根据权利要求1所述的固态熔盐储能罐，其特征在于：所述熔盐传送装置为绞龙输送机构，所述绞龙输送机构一端与所述第二料门连接，另一端与所述加热区连通。

8.根据权利要求1所述的固态熔盐储能罐，其特征在于：所述供热区内设置有保护罩，所述保护罩一端开口，且开口端贯穿所述罐体的侧壁向外伸出；所述保护罩内用于放置斯特林发动机。

9.根据权利要求2所述的固态熔盐储能罐，其特征在于：所述加热区设置有气压检测装置，所述气压检测装置与所述外部控制系统信号连接。

10.根据权利要求1所述的固态熔盐储能罐，其特征在于：所述罐体包括由外至内依次设置的固定层和保温层。