CN112284169B - 一种能够恒温供汽的熔融盐分层储能系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能够恒温供汽的熔融盐分层储能系统，储热罐内自上到下设置有若干分隔板，其中，各分隔板上均开设有溢流孔，加热器包括若干依次相连通的换热管，其中，各换热管位于储热罐底层相邻分隔板之间，进水管道的出口分为两路，其中一路与加热器的入口相连通，另一路经减温水管道与喷水减温器的入水口相连通，减温水管道上设置有第一调节阀，加热器的出口经喷水减温器后与蒸汽管道相连通，储热罐的底部出口经循环泵与电加热炉的入口相连通，电加热炉的出口与储热罐的顶部入口相连通，该系统具有储热容量高、熔融盐的工作温度范围宽的特点，同时满足蒸汽出口温度的需求。

Description

一种能够恒温供汽的熔融盐分层储能系统
技术领域
本发明属于工业及民用生产领域，具体涉及一种能够恒温供汽的熔融盐分层储能系统。
背景技术
近年来，由于储能需求的兴起，熔融盐作为一种储热介质越来越广泛运用。熔融盐工作温度在150℃～550℃，根据具体需求可选择中低温熔融盐或高温熔融盐。由于熔融盐比热约为1.4kJ/(kg·K)左右，远小于水的比热，导致储热温差大。放热初期熔融盐储热温度高，蒸汽出口温度过高；随着熔融盐持续放热，熔融盐温度下降较快，蒸汽出口温度也随之降低，尤其放热后期温度降幅过大，导致蒸汽出口温度过低无法满足生产需求，从而压缩了熔融盐的工作温度范围，减小了储热容量。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种能够恒温供汽的熔融盐分层储能系统，该系统具有储热容量高、熔融盐的工作温度范围宽的特点，同时满足蒸汽出口温度的需求。
为达到上述目的，本发明所述的能够恒温供汽的熔融盐分层储能系统包括储热罐、加热器、进水管道、减温水管道、喷水减温器、蒸汽管道、循环泵及电加热炉；
储热罐内自上到下设置有若干分隔板，其中，各分隔板上均开设有溢流孔，加热器包括若干依次相连通的换热管，其中，各换热管位于储热罐底层相邻分隔板之间，进水管道的出口分为两路，其中一路与加热器的入口相连通，另一路经减温水管道与喷水减温器的入水口相连通，减温水管道上设置有第一调节阀，加热器的出口经喷水减温器后与蒸汽管道相连通，储热罐的底部出口经循环泵与电加热炉的入口相连通，电加热炉的出口与储热罐的顶部入口相连通。
储热罐的底部出口依次经第二调节阀、循环泵及循环管道与电加热炉的入口相连通。
加热器的入口处设置有第三调节阀。
还包括控制器，储热罐的底部设置有第一温度计，储热罐的顶部设置有第二温度计，蒸汽管道上设置有第三温度计，进水管道上设置有第四温度计，电加热炉内设置有第五温度计，其中，控制器与第一温度计、第二温度计、第三温度计、第四温度计、第五温度计、电加热炉、循环泵、第一调节阀及第二调节阀相连接。
分隔板上设置有加强筋。
溢流孔与储热罐中心线之间的夹角为90°。
分隔板的数目为八块。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的能够恒温供汽的熔融盐分层储能系统在具体操作时，储热罐内设置有若干分隔板，通过分隔板将储热罐内部分为若干层，熔融盐在储热罐内分层储存，以阻断熔融盐在储热罐内的自然对流，分隔板上设置有溢流孔，熔融盐自溢流孔向下流动，储热罐的底部布置有加热器，通过加热器将水加热成蒸汽后供出，放热初期，蒸汽温度较高时，通过喷淋减温水的方式对蒸汽进行降温，当蒸汽温度过低时，则启动循环泵，将储热罐底层的熔融盐送入储热罐的顶部，使得高温熔融盐逐层下移，以满足蒸汽出口温度的需求，熔融盐的工作温度范围较广，储热容量较大。
附图说明
图1为本发明的示意图；
图2为分隔板2的结构示意图；
图3为储热结束熔融盐的温度示意图；
图4为放热初期熔融盐的温度示意图；
图5为放热中期期熔融盐的温度示意图；
图6为放热结束熔融盐的温度示意图。
其中，1为储热罐、2为分隔板、3为溢流孔、4为加强筋、5为第一温度计、6为第二温度计、7为加热器、8为第四温度计、9为第三温度计、10为喷水减温器、11为减温水管道、12为进水管道、13为蒸汽管道、14为第一调节阀、15为第二调节阀、16为循环泵、17为循环管道、18为电加热炉、19为第五温度计、20为第三调节阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1至图2，本发明所述的能够恒温供汽的熔融盐分层储能系统包括储热罐1、加热器7、进水管道12、减温水管道11、喷水减温器10、蒸汽管道13、循环泵16及电加热炉18；储热罐1内自上到下设置有若干分隔板2，其中，各分隔板2上均开设有溢流孔3，加热器7包括若干依次相连通的换热管，其中，各换热管位于储热罐1底层相邻分隔板2之间，进水管道12的出口分为两路，其中一路与加热器7的入口相连通，另一路经减温水管道11与喷水减温器10的入水口相连通，减温水管道11上设置有第一调节阀14，加热器7的出口经喷水减温器10后与蒸汽管道13相连通，储热罐1的底部出口经循环泵16与电加热炉18的入口相连通，电加热炉18的出口与储热罐1的顶部入口相连通。
储热罐1的底部出口依次经第二调节阀15、循环泵16及循环管道17与电加热炉18的入口相连通；加热器7的入口处设置有第三调节阀20。
本发明还包括控制器，储热罐1的底部设置有第一温度计5，储热罐1的顶部设置有第二温度计6，蒸汽管道13上设置有第三温度计9，进水管道12上设置有第四温度计8，电加热炉18内设置有第五温度计19，其中，控制器与第一温度计5、第二温度计9、第三温度计9、第四温度计8、第五温度计19、电加热炉18、循环泵16、第一调节阀14及第二调节阀15相连接。
分隔板2上设置有加强筋4；溢流孔3与储热罐1中心线之间的夹角为90°；分隔板2的数目为八块。
在储热时，开启电加热炉18的电源，循环泵16将储热罐1底部的熔融盐送入电加热炉18中进行加热，然后经储热罐1的顶部送入储热罐1内，从而使得储热罐1底层熔融盐的温度达到预设最低熔融盐温度为止，其中，通过第一温度计5检测储热罐1底层的熔融盐温度，通过第二温度计6检测储热罐1顶部熔融盐的温度，通过控制电加热炉18的加热温度，使得储热罐1顶部的熔融盐温度低于预设最高熔融盐温度，同时使得电加热炉18内熔盐的温度低于熔融盐的沸点温度。
当放热时，进水管道12输出的水经流量第三调节阀20进入加热器7加热成蒸汽后再经喷水减温器10及蒸汽管道13引至用户侧，通过第三温度计9检测蒸汽管道13内蒸汽的温度，当蒸汽管道13内蒸汽的温度高于预设最高蒸汽温度值时，则打开第一调节阀14，通过进水管道12内的水喷入喷水减温器10中对蒸汽进行降温，蒸汽管道13内蒸汽的温度低于预设最低蒸汽温度或者当储热罐1底层的熔融盐温度低于预设工作温度时，则打开第二调节阀15，启动循环泵16，将储热罐1底层的低温熔融盐经循环管道17送到储热罐1的顶层，当蒸汽管道13内的蒸汽温度大于等于预设最低温度后，则停止循环泵16，关闭第二调节阀15；在放热过程中，高温熔融盐从分隔板2上的溢流孔3逐层下移，低温熔融盐返回到储热罐1的上层，放热过程熔融盐层温度场变化如考图3所示。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种能够恒温供汽的熔融盐分层储能系统，其特征在于，包括储热罐(1)、加热器(7)、进水管道(12)、减温水管道(11)、喷水减温器(10)、蒸汽管道(13)、循环泵(16)及电加热炉(18)；
储热罐(1)内自上到下设置有若干分隔板(2)，其中，各分隔板(2)上均开设有溢流孔(3)，加热器(7)包括若干依次相连通的换热管，其中，各换热管位于储热罐(1)底层相邻分隔板(2)之间，进水管道(12)的出口分为两路，其中一路与加热器(7)的入口相连通，另一路经减温水管道(11)与喷水减温器(10)的入水口相连通，减温水管道(11)上设置有第一调节阀(14)，加热器(7)的出口经喷水减温器(10)后与蒸汽管道(13)相连通，储热罐(1)的底部出口经循环泵(16)与电加热炉(18)的入口相连通，电加热炉(18)的出口与储热罐(1)的顶部入口相连通。
2.根据权利要求1所述的能够恒温供汽的熔融盐分层储能系统，其特征在于，储热罐(1)的底部出口依次经第二调节阀(15)、循环泵(16)及循环管道(17)与电加热炉(18)的入口相连通。
3.根据权利要求2所述的能够恒温供汽的熔融盐分层储能系统，其特征在于，加热器(7)的入口处设置有第三调节阀(20)。
4.根据权利要求2所述的能够恒温供汽的熔融盐分层储能系统，其特征在于，还包括控制器，储热罐(1)的底部设置有第一温度计(5)，储热罐(1)的顶部设置有第二温度计(6)，蒸汽管道(13)上设置有第三温度计(9)，进水管道(12)上设置有第四温度计(8)，电加热炉(18)内设置有第五温度计(19)，其中，控制器与第一温度计(5)、第二温度计(9)、第三温度计(9)、第四温度计(8)、第五温度计(19)、电加热炉(18)、循环泵(16)、第一调节阀(14)及第二调节阀(15)相连接。
5.根据权利要求1所述的能够恒温供汽的熔融盐分层储能系统，其特征在于，分隔板(2)上设置有加强筋(4)。
6.根据权利要求1所述的能够恒温供汽的熔融盐分层储能系统，其特征在于，溢流孔(3)与储热罐(1)中心线之间的夹角为90°。
7.根据权利要求1所述的能够恒温供汽的熔融盐分层储能系统，其特征在于，分隔板(2)的数目为八块。
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