CN113154923B - 一种熔融盐蓄热储罐及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种熔融盐蓄热技术领域,尤其涉及一种熔融盐蓄热储罐及其制造方法。一种熔融盐蓄热储罐及其制造方法,熔融盐蓄热储罐包括罐体、池底内罐、高温熔盐泵和连接管,高温熔盐泵设置在池底内罐内,使得高温熔盐泵能够把罐体大部分的熔融盐都泵出,可以提高罐体内底部熔融盐的利用率。

Description

一种熔融盐蓄热储罐及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种熔融盐蓄热技术领域,尤其涉及一种熔融盐蓄热储罐及其制造方法。
背景技术
熔融盐蓄热技术是太阳能、核能利用领域中的重要技术,其中的熔融盐蓄热罐是蓄热技术中的关键设备,蓄热效果的好坏直接决定蓄热系统的经济性和安全性。
光热发电是利用某流体作为载热介质吸收太阳热能,然后加热给水,产生的蒸汽进入汽轮机发电。蓄热罐作为系统的主要部分之一,在热交换过程中起着重要的作用。传统熔融盐蓄热储罐由于结构问题,熔盐泵与罐壁底部的距离不小于600mm,底部一定深度的熔盐无法被利用;同时为了给熔融盐蓄热储罐保温通常会在蓄热储罐底设置保温层,但是工程要求蓄热罐隔热层底部温度不能超过设计温度,在炎热天气时,由于散热不充分,保温层经常超出设计温度,现有的方式一般采用埋入冷风管道进行降温,这样的风冷散热方式效率并不高,而且,如果到了严寒季节,保温层通常会由于埋入的冷风管道加速散热而失去原本的保温效果。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺点,本发明提供一种熔融盐蓄热储罐及其制造方法,当在炎热天气时,由于散热不充分,保温层经常超出设计温度,这时导热铜板吸收保温层的热量传递到散热腔内的散热液体内,水泵把高温散热液体泵入保温管内,从而对连接管内的熔融盐进行保温,不但实现了降低保温层的温度使其低于设计温度,而且利用了保温层多余的热量对连接管内的熔融盐进行保温,对熔融盐进行保温是由于熔融盐在连接管内流淌容易散失大量的热量而凝结堵塞连接管,如果仅仅是在连接管外壁设置保温层是不够的,除非加大保温层的厚度,这样显然不易实现,而利用保温层多余的热量对连接管内的熔融盐进行保温是更加经济且效果好的;当在寒冷天气时,由于散热较快,保温层常常低于设计温度,这时,加热器启动,对散热液体进行加热,从而维持保温层的温度和对连接管内的熔融盐进行保温;另一方面,高温熔盐泵设置在池底内罐内,使得高温熔盐泵能够把罐体大部分的熔融盐都泵出,可以提高罐体内底部熔融盐的利用率。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
本发明提供了一种熔融盐蓄热储罐,包括:
罐体,作为高温熔融盐的储存容器;
池底内罐,所述罐体下端设置有一所述池底内罐,所述池底内罐上端与所述罐体下端相连通;
高温熔盐泵,所述高温熔盐泵设置在所述池底内罐内,所述高温熔盐泵距离所述池底内罐底端不小于600mm;
连接管,所述高温熔盐泵上设置有所述连接管,所述连接管穿出所述罐体与外部设备相连;
所述高温熔盐泵把所述罐体内的高温熔融盐通过所述连接管泵入到外部设备进行作用。
作为上述技术方案的进一步改进,还包括保温层,所述罐体设置在所述保温层上,所述保温层用于对所述罐体内的高温熔融盐进行保温;
所述保温层包括:
混凝土底座,作为所述保温层的主体结构,所述混凝土底座上开设有放置凹槽;
保温砖,所述放置凹槽内壁上砌有一层所述保温砖;
泡沫玻璃层,所述保温砖形成的凹槽内设置有一层所述泡沫玻璃层;
硅酸铝纤维层,所述泡沫玻璃层上设置有一层所述硅酸铝纤维层;
砂垫层,所述硅酸铝纤维层上设置有一层所述砂垫层;
所述罐体设置在所述砂垫层上。
作为上述技术方案的进一步改进,还包括出液管、进液管、水泵和导热铜板及加热器,所述混凝土底座下部内开设有一散热腔,所述散热腔内充满导热液体;
所述散热腔一侧连通设置有所述出液管,所述散热腔另一侧连通设置有所述进液管,所述出液管上设置有所述水泵和所述加热器;
所述保温层内设置有所述导热铜板,所述导热铜板从所述泡沫玻璃层往下延伸到所述散热腔内。
作为上述技术方案的进一步改进,还包括隔热层和保温管,所述连接管外壁上设置有一层所述隔热层,所述保温管套接在所述保温管的所述隔热层外,所述保温管与所述隔热层之间的空腔位保温腔,所述保温腔上端与所述进液管远离所述散热腔的一端相连通,所述保温腔下端与所述出液管远离所述散热腔的一端相连通。
作为上述技术方案的进一步改进,还包括温度传感器和控制电路,所述温度传感器用于保温层的温度,所述控制电路能够根据所述温度传感器检测到的温度控制所述加热器和水泵的工作状态;
若所述温度传感器检测到的温度值大于阈值A,则所述控制电路控制所述水泵工作,所述水泵把位于所述散热腔内的导热液体通过所述出液管泵入所述保温管内,然后导热液体经所述进液管返回所述散热腔内,形成一个散热循环;
若温度传感器检测到的温度值小于阈值A,则所述控制电路控制所述水泵和加热器同时工作,经过所述加热器的导热液体被其加热流入所述散热腔内,所述水泵把位于所述散热腔内的导热液体通过所述出液管泵入所述保温管内,形成一个保温循环。
作为上述技术方案的进一步改进,所述导热铜板分为两侧的凹槽部和中间的平整部,上侧的所述凹槽部位于所述泡沫玻璃层和所述硅酸铝纤维层内,下侧的所述凹槽部位于所述散热腔内。
作为上述技术方案的进一步改进,所述温度传感器为热电偶温度传感器,所述散热腔主体为一封闭的铜制容器,所述铜制容器外壁设置有一层防水层。
本发明还提供一种熔融盐蓄热储罐的制造方法,所述制造方法用于制造熔所述融盐蓄热储罐,其特征在于,包括以下步骤:
S1:将导热铜板下侧的凹槽部插入所述铜制容器内,并在两者的连接处进行焊接连接,在铜制容器两侧连接上出液管和进液管,往铜制容器内灌入定量的水,对铜制容器内的水进行冻结成冰,使得铜制容器内的体积等于铜制容器内冰的体积;
S2:在铜制容器上使用混凝土浇筑出混凝土底座;
S3: 混凝土底座凝固后,在混凝土底座的放置凹槽内壁上砌一层保温砖,同于在放置凹槽底部上的保温砖之间预留出供导热铜板穿过的间距;
S4:在保温砖形成的凹槽内上覆盖一层泡沫玻璃层;
S5:在泡沫玻璃层上覆盖一层硅酸铝纤维层;
S6:在硅酸铝纤维层上覆盖一层砂垫层,使得砂垫层上表面与混凝土底座上表面平齐;
S7:将罐体放置在砂垫层和混凝土底座上,然后安装上高温熔盐泵、连接管、保温管、水泵和加热器;
S8:将高温熔盐通入罐体内,热量通过导热铜板将散热腔内的冰融化成水。
作为上述技术方案的进一步改进,在步骤S1之前,需要提前制作出导热铜板,所述导热铜板的制作方法包括以下步骤:
使用蚀刻工艺对导热铜板进行蚀刻,从而蚀刻出其两侧的凹槽部和中间的平整部。
本发明的有益效果为:1、当在炎热天气时,由于散热不充分,保温层经常超出设计温度,这时导热铜板吸收保温层的热量传递到散热腔内的散热液体内,水泵把高温散热液体泵入保温管内,从而对连接管内的熔融盐进行保温,不但实现了降低保温层的温度使其低于设计温度,而且利用了保温层多余的热量对连接管内的熔融盐进行保温,对熔融盐进行保温是由于熔融盐在连接管内流淌容易散失大量的热量而凝结堵塞连接管,如果仅仅是在连接管外壁设置保温层是不够的,除非加大保温层的厚度,这样显然不易实现,而利用保温层多余的热量对连接管内的熔融盐进行保温是更加经济且效果好的;当在寒冷天气时,由于散热较快,保温层常常低于设计温度,这时,加热器启动,对散热液体进行加热,从而维持保温层的温度和对连接管内的熔融盐进行保温。
2、高温熔盐泵设置在池底内罐内,使得高温熔盐泵能够把罐体大部分的熔融盐都泵出,可以提高罐体内底部熔融盐的利用率。
附图说明
图1为本发明的示意图。
图2为本发明的示意图。
图3为本发明的示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:1、罐体,2、高温熔盐泵,202、隔热层,201、连接管,3、池底内罐,4、混凝土底座,5、保温砖,6、泡沫玻璃层,7、硅酸铝纤维层,8、砂垫层,9、散热腔,10、防水层,11、导热铜板,1101、导热凹槽,12、出液管,13、进液管,14、水泵,15、加热器,16、保温管。
具体实施方式
现在将参照附图在下文中更全面地描述本发明,在附图中示出了本发明当前优选的实施方式。然而,本发明可以以许多不同的形式实施,并且不应被解释为限于本文所阐述的实施方式;而是为了透彻性和完整性而提供这些实施方式,并且这些实施方式将本发明的范围充分地传达给技术人员。
如图1-3所示,一种熔融盐蓄热储罐,包括罐体1、池底内罐3、高温熔盐泵2和连接管201,罐体1作为高温熔融盐的储存容器,罐体1下端设置有一池底内罐3,池底内罐3上端与罐体1下端相连通,高温熔盐泵2设置在池底内罐3内,高温熔盐泵2距离池底内罐3底端不小于600mm,高温熔盐泵2上设置有连接管201,连接管201穿出罐体1与外部设备相连,高温熔盐泵2把罐体1内的高温熔融盐通过连接管201泵入到外部设备进行作用。
高温熔盐泵2设置在池底内罐3内,使得高温熔盐泵2能够把罐体1大部分的熔融盐都泵出,可以提高罐体1内底部熔融盐的利用率。
进一步地,还包括保温层,罐体1设置在保温层上,保温层用于对罐体1内的高温熔融盐进行保温,保温层包括混凝土底座4、保温砖5、泡沫玻璃层6、硅酸铝纤维层7和砂垫层8,混凝土底座4作为保温层的主体结构,混凝土底座4上开设有放置凹槽,放置凹槽内壁上砌有一层保温砖5,保温砖5形成的凹槽内设置有一层泡沫玻璃层6,泡沫玻璃层6上设置有一层硅酸铝纤维层7,硅酸铝纤维层7上设置有一层砂垫层8,罐体1设置在砂垫层8上。
在保温层中,混凝土主要起到支撑作用,且起到部分隔热作用,保温砖5主要是固定其它保温材料及部分隔热作用,泡沫玻璃层6、硅酸铝纤维层7和砂垫层8这三种材料主要是隔热保温作用。
进一步地,还包括出液管12、进液管13、水泵14和导热铜板11及加热器15,混凝土底座4下部内开设有一散热腔9,散热腔9内充满导热液体,散热腔9一侧连通设置有出液管12,散热腔9另一侧连通设置有进液管13,出液管12上设置有水泵14和加热器15,保温层内设置有导热铜板11,导热铜板11从泡沫玻璃层6往下延伸到散热腔9内。
进一步地,还包括隔热层202和保温管16,连接管201外壁上设置有一层隔热层202,保温管16套接在保温管16的隔热层202外,保温管16与隔热层202之间的空腔位保温腔,保温腔上端与进液管13远离散热腔9的一端相连通,保温腔下端与出液管12远离散热腔9的一端相连通。
当在炎热天气时,由于散热不充分,保温层经常超出设计温度,这时导热铜板11吸收保温层的热量传递到散热腔9内的散热液体内,水泵14把高温散热液体泵入保温管16内,从而对连接管201内的熔融盐进行保温,不但实现了降低保温层的温度使其低于设计温度,而且利用了保温层多余的热量对连接管201内的熔融盐进行保温,对熔融盐进行保温是由于熔融盐在连接管201内流淌容易散失大量的热量而凝结堵塞连接管201,如果仅仅是在连接管201外壁设置保温层是不够的,除非加大保温层的厚度,这样显然不易实现,而利用保温层多余的热量对连接管201内的熔融盐进行保温是更加经济且效果好的;当在寒冷天气时,由于散热较快,保温层常常低于设计温度,这时,加热器15启动,对散热液体进行加热,从而维持保温层的温度和对连接管201内的熔融盐进行保温。
需要说明的是,寒冷天气时,在混凝土底座4内开设容纳散热液体的散热腔9,由于水的比热容大于混凝土,保温层通过导热铜板11传递到散热腔9的散热液体内,可以提高混凝土底座4的保温隔热效果,进一步提高保温层的隔热效果。
进一步地,还包括温度传感器和控制电路,温度传感器用于检测保温层的温度,控制电路能够根据温度传感器检测到的温度控制加热器15和水泵14的工作状态;
若温度传感器检测到的温度值大于阈值A,则控制电路控制水泵14工作,水泵14把位于散热腔9内的导热液体通过出液管12泵入保温管16内,然后导热液体经进液管13返回散热腔9内,形成一个散热循环;
若温度传感器检测到的温度值小于阈值A,则控制电路控制水泵14和加热器15同时工作,经过加热器15的导热液体被其加热流入散热腔9内,水泵14把位于散热腔9内的导热液体通过出液管12泵入保温管16内,形成一个保温循环。
进一步地,导热铜板11分为两侧的凹槽部和中间的平整部,上侧的凹槽部位于泡沫玻璃层6和硅酸铝纤维层7内,下侧的凹槽部位于散热腔9内。
导热铜板11上侧的凹槽部利于加上对保温层的吸热,下侧的凹槽部利于放出热量;中间的平整部利于导热铜板11穿过保温砖5和混凝土的稳定性,也利于和散热腔9进行密封连接。
进一步地,温度传感器为热电偶温度传感器,散热腔9主体为一封闭的铜制容器,铜制容器利于提高导热铜板11导热的效率,同时也利于和导热铜板11焊接在一起形成密封的连接处,防止铜制容器漏水,铜制容器外壁设置有一层防水层10,防水层10能进一步提高铜制容器的密封性,在浇筑混凝土时防水层10可以作为缓存层,防止混凝土破坏铜制容器。
本实施例还提供一种熔融盐蓄热储罐的制造方法,所述制造方法用于制造熔所述融盐蓄热储罐,包括以下步骤:
S1:将导热铜板下侧的凹槽部插入所述铜制容器内,并在两者的连接处进行焊接连接,在铜制容器两侧连接上出液管和进液管,往铜制容器内灌入定量的水,对铜制容器内的水进行冻结成冰,使得铜制容器内的体积等于铜制容器内冰的体积,以便使用冰块对铜制容器进行支撑,防止浇筑时压扁容器;
S2:在铜制容器上使用混凝土浇筑出混凝土底座;
S3: 混凝土底座凝固后,在混凝土底座的放置凹槽内壁上砌一层保温砖,同于在放置凹槽底部上的保温砖之间预留出供导热铜板穿过的间距;
S4:在保温砖形成的凹槽内上覆盖一层泡沫玻璃层;
S5:在泡沫玻璃层上覆盖一层硅酸铝纤维层;
S6:在硅酸铝纤维层上覆盖一层砂垫层,使得砂垫层上表面与混凝土底座上表面平齐;
S7:将罐体放置在砂垫层和混凝土底座上,然后安装上高温熔盐泵、连接管、保温管、水泵和加热器;
S8:将高温熔盐通入罐体内,热量通过导热铜板将散热腔内的冰融化成水。
进一步地,在步骤S1之前,需要提前制作出导热铜板,所述导热铜板的制作方法包括以下步骤,使用蚀刻工艺对导热铜板进行蚀刻,从而蚀刻出其两侧的凹槽部和中间的平整部。
蚀刻工艺:根据图形开出导热铜板备料尺寸-材料准备-材料清洗-烘干→贴膜或涂布→烘干→曝光→ 显影→烘干-蚀刻→脱膜→得到导热铜板。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形、改进及替代,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种熔融盐蓄热储罐,其特征在于,包括:
罐体,作为高温熔融盐的储存容器;
池底内罐,所述罐体下端设置有一所述池底内罐,所述池底内罐上端与所述罐体下端相连通;
高温熔盐泵,所述高温熔盐泵设置在所述池底内罐内,所述高温熔盐泵距离所述池底内罐底端不小于600mm;
连接管,所述高温熔盐泵上设置有所述连接管,所述连接管穿出所述罐体与外部设备相连;
所述高温熔盐泵把所述罐体内的高温熔融盐通过所述连接管泵入到外部设备进行作用;
还包括保温层,所述罐体设置在所述保温层上,所述保温层用于对所述罐体内的高温熔融盐进行保温;
所述保温层包括:
混凝土底座,作为所述保温层的主体结构,所述混凝土底座上开设有放置凹槽;
保温砖,所述放置凹槽内壁上砌有一层所述保温砖;
泡沫玻璃层,所述保温砖形成的凹槽内设置有一层所述泡沫玻璃层;
硅酸铝纤维层,所述泡沫玻璃层上设置有一层所述硅酸铝纤维层;
砂垫层,所述硅酸铝纤维层上设置有一层所述砂垫层;
所述罐体设置在所述砂垫层上;
还包括出液管、进液管、水泵和导热铜板及加热器,所述混凝土底座下部内开设有一散热腔,所述散热腔内充满导热液体;
所述散热腔一侧连通设置有所述出液管,所述散热腔另一侧连通设置有所述进液管,所述出液管上设置有所述水泵和所述加热器;
所述保温层内设置有所述导热铜板,所述导热铜板从所述泡沫玻璃层往下延伸到所述散热腔内;
还包括隔热层和保温管,所述连接管外壁上设置有一层所述隔热层,所述保温管套接在所述保温管的所述隔热层外,所述保温管与所述隔热层之间的空腔位保温腔,所述保温腔上端与所述进液管远离所述散热腔的一端相连通,所述保温腔下端与所述出液管远离所述散热腔的一端相连通。
2.根据权利要求1所述的一种熔融盐蓄热储罐,其特征在于:
还包括温度传感器和控制电路,所述温度传感器用于保温层的温度,所述控制电路能够根据所述温度传感器检测到的温度控制所述加热器和水泵的工作状态;
若所述温度传感器检测到的温度值大于阈值A,则所述控制电路控制所述水泵工作,所述水泵把位于所述散热腔内的导热液体通过所述出液管泵入所述保温管内,然后导热液体经所述进液管返回所述散热腔内,形成一个散热循环;
若温度传感器检测到的温度值小于阈值A,则所述控制电路控制所述水泵和加热器同时工作,经过所述加热器的导热液体被其加热流入所述散热腔内,所述水泵把位于所述散热腔内的导热液体通过所述出液管泵入所述保温管内,形成一个保温循环。
3.根据权利要求2所述的一种熔融盐蓄热储罐,其特征在于:
所述导热铜板分为两侧的凹槽部和中间的平整部,上侧的所述凹槽部位于所述泡沫玻璃层和所述硅酸铝纤维层内,下侧的所述凹槽部位于所述散热腔内。
4.根据权利要求3所述的一种熔融盐蓄热储罐,其特征在于:
所述温度传感器为热电偶温度传感器,所述散热腔主体为一封闭的铜制容器,所述铜制容器外壁设置有一层防水层。
5.一种熔融盐蓄热储罐的制造方法,所述制造方法用于制造权利要求1-4任一项所述的熔融盐蓄热储罐,其特征在于,包括以下步骤:
S1:将导热铜板下侧的凹槽部插入铜制容器内,并在两者的连接处进行焊接连接,在铜制容器两侧连接上出液管和进液管,往铜制容器内灌入定量的水,对铜制容器内的水进行冻结成冰,使得铜制容器内的体积等于铜制容器内冰的体积;
S2:在铜制容器上使用混凝土浇筑出混凝土底座;
S3: 混凝土底座凝固后,在混凝土底座的放置凹槽内壁上砌一层保温砖,同于在放置凹槽底部上的保温砖之间预留出供导热铜板穿过的间距;
S4:在保温砖形成的凹槽内上覆盖一层泡沫玻璃层;
S5:在泡沫玻璃层上覆盖一层硅酸铝纤维层;
S6:在硅酸铝纤维层上覆盖一层砂垫层,使得砂垫层上表面与混凝土底座上表面平齐;
S7:将罐体放置在砂垫层和混凝土底座上,然后安装上高温熔盐泵、连接管、保温管、水泵和加热器;
S8:将高温熔盐通入罐体内,热量通过导热铜板将散热腔内的冰融化成水。
6.根据权利要求5所述的一种熔融盐蓄热储罐的制造方法,其特征在于:
在步骤S1之前,需要提前制作出导热铜板,所述导热铜板的制作方法包括以下步骤:
使用蚀刻工艺对导热铜板进行蚀刻,从而蚀刻出其两侧的凹槽部和中间的平整部。
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