CN204594293U - 一种可靠的熔融盐储热装置的启动预热系统 - Google Patents

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成斌
邱河梅
荆汝林
郭蔷
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Abstract

本实用新型提供一种可靠的熔融盐储热装置的启动预热系统，包括：冷盐罐(1)、热盐罐(2)、熔融盐输送管道、油盐换热器(3)、第一电加热器(4)、第二电加热器(6)、电磁线圈(5)、管道温度传感器和温控器。优点为：采用电加热器进行预热，且多组电加热器轮流工作，具有工作可靠性高和预热效率高的优点，并且，在预热结束后，不需要取出电加热器，具有使用方便的优点；配合采用油盐换热器和电磁线圈对熔融盐输送管道进行预热，预热均匀且快速，减少预热时间；因此，为一种安全、可靠的熔融盐储热装置的启动预热系统，适应于大型熔融盐储热系统运行初期的启动预热，为熔融盐储热系统的安全、连续、稳定运行提供保障。

Description

一种可靠的熔融盐储热装置的启动预热系统
技术领域
本实用新型涉及一种预热系统，具体涉及一种可靠的熔融盐储热装置的启动预热系统。
背景技术
随着常规能源的短缺以及人们对环境质量要求的提高，可再生能源，特别是太阳能，越来越受到人们的青睐；同时，工业生产产生的大量余热也是今后能源综合利用的重点。无论是太阳能还是工业余热，其最大的不足就是能量供应的不稳定性。将太阳能热发电以及工业余热与储热系统结合起来，可增加太阳能和工业余热输出的稳定性以及可用性。
在各类储热系统中，熔盐储热系统具有优良的换热性能，因此，具有广泛的应用前景。然而，由于熔盐凝固点较高，为223-238℃，因此，在熔盐储热系统启动前，需要首先对熔盐储热系统进行预热，预防上盐过程发生熔融盐凝固现象，以及，防止上盐过程产生较大热应力。
现有技术中，主要采用以下两种方式对储热系统预热：
方式一，蒸汽伴热预热方式：在储热系统的外部套设蒸汽输送管，在蒸汽输送管中输送过热蒸汽，达到对储热系统预热的目的。该种方式存在的主要问题为：在伴热过程时，传输过程中温度波动较大，且温度控制较难；在伴热过程时，蒸汽输送管中存在过热蒸汽凝结变成湿蒸汽，压力降低，易摩擦蒸汽输送管，影响传热效果，且降低了蒸汽输送管的使用寿命；在末端排放时，一般会带压排放，存在安全隐患，且造成现场雾气腾腾。
方式二，燃气空气预热方式：在储热系统内部的底部布置燃烧器，燃烧器与储热系统外部的引风机连通，从而达到对储热系统预热的目的。该种方式存在的主要问题为：在对储热系统预热结束后，需要将燃烧器从储热系统内部取出，然后才能进行上盐过程，一方面，增大了预热过程的复杂度；另一方面，难以在保温的情况下，将燃烧器从储热系统内部取出。
实用新型内容
针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种可靠的熔融盐储热装置的启动预热系统，可有效解决上述问题。
本实用新型采用的技术方案如下：
本实用新型提供一种可靠的熔融盐储热装置的启动预热系统，包括：冷盐罐(1)、热盐罐(2)、熔融盐输送管道、油盐换热器(3)、第一电加热器(4)、第二电加热器(6)、电磁线圈(5)、管道温度传感器和温控器；
其中，所述冷盐罐(1)和所述热盐罐(2)通过所述熔融盐输送管道连通；在所述熔融盐输送管道上布置多个所述油盐换热器(3)，在所述熔融盐输送管道的外表面且除去布置所述油盐换热器(3)的部分均缠绕布置所述电磁线圈(5)，所述管道温度传感器布置于所述熔融盐输送管道的外壁表面，所述温控器分别与所述电磁线圈(5)和所述管道温度传感器连接，形成闭合温度控制回路；
所述第一电加热器(4)布置于所述冷盐罐(1)内部的底部，所述第二电加热器(6)布置于所述热盐罐(2)内部的底部。
优选的，所述第一电加热器(4)设置的数量为4个，对称布置于所述冷盐罐(1)内部的底部。
优选的，将4个所述第一电加热器(4)分别记为第1-1电加热器、第1-2电加热器、第1-3电加热器和第1-4电加热器；所述第1-1电加热器的发热部位安装第1温度传感器，所述第1-2电加热器的发热部位安装第2温度传感器，所述第1-3电加热器的发热部位安装第3温度传感器，所述第1-4电加热器的发热部位安装第4温度传感器；还包括切换开关以及切换控制器；
其中，所述切换开关的第一静触点分别与所述第1-1电加热器和所述第1-2电加热器连接，所述切换开关的第二静触点分别与所述第1-3电加热器和所述第1-4电加热器连接；所述切换控制器的输入端分别与所述第1温度传感器、所述第2温度传感器、所述第3温度传感器和所述第4温度传感器连接，所述切换控制器的输出端连接到所述切换开关的动触点。
优选的，所述油盐换热器(3)的设置数量为1～12个。
本实用新型提供的可靠的熔融盐储热装置的启动预热系统具有以下优点：
(1)在盐罐底部安装电加热器，采用电加热器进行预热，且多组电加热器轮流工作，具有工作可靠性高和预热效率高的优点，并且，在预热结束后，不需要取出电加热器，具有使用方便的优点；
(2)配合采用油盐换热器和电磁线圈对熔融盐输送管道进行预热，具有预热均匀且快速的优点，有效减少预热时间，保证上盐的安全性。
附图说明
图1为本实用新型提供的可靠的熔融盐储热装置的启动预热系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细说明：
结合图1，本实用新型提供一种可靠的熔融盐储热装置的启动预热系统，包括：冷盐罐1、热盐罐2、熔融盐输送管道、油盐换热器3、第一电加热器4、第二电加热器6、电磁线圈5、管道温度传感器和温控器；
其中，冷盐罐1和热盐罐2通过熔融盐输送管道连通，熔融盐输送管道靠近冷盐罐一端安装第1熔盐泵7，熔融盐输送管道靠近热盐罐一端安装第2熔盐泵8；在熔融盐输送管道上布置多个油盐换热器3，例如，1～12个，在图1中，共布置6个；在熔融盐输送管道的外表面且除去布置油盐换热器3的部分均缠绕布置电磁线圈5，其电感值可以为130-140uH，管道温度传感器布置于熔融盐输送管道的外壁表面，温控器分别与电磁线圈5和管道温度传感器连接，形成闭合温度控制回路；通过温度控制回路，将熔融盐输送管道加热至指定温度，且使熔融盐输送管道温度恒定，防止熔融盐输送管道出现卡堵现象，采用电磁加热方式，具有加热时间短、升温速度快等特点。
此外，本实用新型中，第一电加热器4布置于冷盐罐1内部的底部，第二电加热器6布置于热盐罐2内部的底部。电加热器的功率可采用60KW。
其中，第一电加热器4设置的数量为4个，对称布置于冷盐罐1内部的底部。另外，本实用新型中，将4个第一电加热器4分别记为第1-1电加热器、第1-2电加热器、第1-3电加热器和第1-4电加热器；第1-1电加热器的发热部位安装第1温度传感器，第1-2电加热器的发热部位安装第2温度传感器，第1-3电加热器的发热部位安装第3温度传感器，第1-4电加热器的发热部位安装第4温度传感器；还包括切换开关以及切换控制器；
其中，切换开关的第一静触点分别与第1-1电加热器和第1-2电加热器连接，切换开关的第二静触点分别与第1-3电加热器和第1-4电加热器连接；切换控制器的输入端分别与第1温度传感器、第2温度传感器、第3温度传感器和第4温度传感器连接，切换控制器的输出端连接到切换开关的动触点。
通过上述结构，对4台电加热器的工作方式进行控制，当监测到第1-1电加热器或第1-2电加热器温度过高时，自动停止第1-1电加热器或第1-2电加热器的运行，同时，开启第1-3电加热器和第1-4电加热器；然后，对第1-3电加热器和第1-4电加热器进行温度监测，当其温度过高时，再切换回第1-1电加热器或第1-2电加热器。通过上述控制方式，使两组电加热器轮流启动，保证熔盐罐温度逐渐上升且电加热器不会过热，提高电加热器使用寿命。
本实用新型提供的可靠的熔融盐储热装置的启动预热系统，工作原理为：
在系统启动初期，打开第一电加热器4，采取电加热器干烧的方式对冷盐罐1进行空罐预热，考虑到电加热器寿命问题，采取两台电加热器运行、两台电加热器停止的轮流切换工作方式，保证电加热器不过烧；当冷盐罐上下温度平均预热达到260℃以上时，将熔融盐注入冷盐罐，与此同时，启动电磁线圈5和热盐罐的第二电加热器6，对熔融盐管道和热盐罐进行预热，此处，控制电磁线圈功率，进而控制升温速度，通常为40℃/h对管道进行预热，使熔融盐管道受热均匀，防止出现热应力，待熔融盐管道预热至240℃，热盐罐温度达到260℃，完成预热，可以开始熔融盐循环。
本实用新型提供的可靠的熔融盐储热装置的启动预热系统，具有以下优点：
(1)在盐罐底部安装电加热器，采用电加热器进行预热，且多组电加热器轮流工作，具有工作可靠性高和预热效率高的优点，并且，在预热结束后，不需要取出电加热器，具有使用方便的优点；
(2)配合采用油盐换热器和电磁线圈对熔融盐输送管道进行预热，具有预热均匀且快速的优点，有效减少预热时间，保证上盐的安全性；
因此，本实用新型为一种安全、可靠的熔融盐储热装置的启动预热系统，适应于大型熔融盐储热系统运行初期的启动预热，为熔融盐储热系统的安全、连续、稳定运行提供保障。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种可靠的熔融盐储热装置的启动预热系统，其特征在于，包括：冷盐罐(1)、热盐罐(2)、熔融盐输送管道、油盐换热器(3)、第一电加热器(4)、第二电加热器(6)、电磁线圈(5)、管道温度传感器和温控器；
其中，所述冷盐罐(1)和所述热盐罐(2)通过所述熔融盐输送管道连通；在所述熔融盐输送管道上布置多个所述油盐换热器(3)，在所述熔融盐输送管道的外表面且除去布置所述油盐换热器(3)的部分均缠绕布置所述电磁线圈(5)，所述管道温度传感器布置于所述熔融盐输送管道的外壁表面，所述温控器分别与所述电磁线圈(5)和所述管道温度传感器连接，形成闭合温度控制回路；
所述第一电加热器(4)布置于所述冷盐罐(1)内部的底部，所述第二电加热器(6)布置于所述热盐罐(2)内部的底部。
2.根据权利要求1所述的可靠的熔融盐储热装置的启动预热系统，其特征在于，所述第一电加热器(4)设置的数量为4个，对称布置于所述冷盐罐(1)内部的底部。
3.根据权利要求2所述的可靠的熔融盐储热装置的启动预热系统，其特征在于，将4个所述第一电加热器(4)分别记为第1-1电加热器、第1-2电加热器、第1-3电加热器和第1-4电加热器；所述第1-1电加热器的发热部位安装第1温度传感器，所述第1-2电加热器的发热部位安装第2温度传感器，所述第1-3电加热器的发热部位安装第3温度传感器，所述第1-4电加热器的发热部位安装第4温度传感器；还包括切换开关以及切换控制器；
其中，所述切换开关的第一静触点分别与所述第1-1电加热器和所述第1-2电加热器连接，所述切换开关的第二静触点分别与所述第1-3电加热器和所述第1-4电加热器连接；所述切换控制器的输入端分别与所述第1温度传感器、所述第2温度传感器、所述第3温度传感器和所述第4温度传感器连接，所述切换控制器的输出端连接到所述切换开关的动触点。
4.根据权利要求1所述的可靠的熔融盐储热装置的启动预热系统，其特征在于，所述油盐换热器(3)的设置数量为1～12个。
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