CN204751074U - 一种太阳能光热发电熔盐储罐电加热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于太阳能光热发电领域，提供了一种太阳能光热发电熔盐储罐电加热结构，包括：第一电加热管13和第二电加热管14；第一电加热管13和第二电加热管14均分别为至少两个，第一电加热管13的长度小于第二电加热管14的长度，至少两个的第一电加热管13和第二电加热管14均设置在与储罐底板1平行的同一圆形水平面上；圆形水平面的高度低于预留熔盐15的高度，第一电加热管13和第二电加热管14均一端固定在储罐罐壁5上，在储罐内部的圆形水平面上交替并且等间距设置。在熔盐储罐的底部，长电加热器和短电加热器交替设置，沿储罐圆周方向相间均匀分布，可以保证在径向和环向都能对熔盐进行均匀加热，防止熔盐凝固，提高能源利用效率。

Description

一种太阳能光热发电熔盐储罐电加热结构

技术领域

本实用新型属于太阳能光热发电技术领域，尤其涉及一种太阳能光热发电熔盐储罐电加热结构。

背景技术

太阳能光热发电，是指利用聚光器捕获并聚集太阳辐射，并发送至吸热器产生中高温热流体，然后驱动传统的热机(如汽轮机、燃汽轮机、斯特林机等)来产生电能的一门综合性高新技术，相对光伏发电和风力发电而言，光热发电具有电网友好性，更易于被电网所接纳的特点，将是可再生能源发电中最有前途的发电方式之一。

熔盐蓄热储能技术可以解决光热发电中的能源储存难题，太阳能光热发电站蓄热系统采用双罐式蓄热，由冷热两个蓄热罐组成。循环系统工作时，冷盐罐内的熔盐经熔盐泵被输送到太阳能集热器内，吸收热能升温后进入热盐罐；同时高温熔盐从热盐罐流经蒸汽发生器，加热给水产生高温蒸汽，驱动汽轮机运行发电。温度降低后的熔盐则流回冷盐罐，进行循环利用。

当天气连续阴云时，没有太阳辐射，光热发电系统将停止工作，熔盐储罐进入保温模式，储罐内熔盐因为罐壁的热损失而温度逐渐降低，当温度低至熔盐结晶温度时，熔盐将开始结晶凝固，而由于熔盐的融化很大，重新将其融化将需付出巨大的代价。因此，为防止熔盐凝固、提高能源利用效率。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种太阳能光热发电熔盐储罐电加热结构，以解决现有技术重新将熔盐融化将需付出巨大的代价的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种太阳能光热发电熔盐储罐电加热结构，所述结构包括：第一电加热管13和第二电加热管14；

所述第一电加热管13和所述第二电加热管14均分别为至少两个，所述第一电加热管13的长度小于所述第二电加热管14的长度，至少两个的所述第一电加热管13和所述第二电加热管14均设置在与储罐底板1平行的同一圆形水平面上；

所述圆形水平面的高度低于预留熔盐15的高度，所述第一电加热管13和第二电加热管14均一端固定在储罐罐壁5上，在储罐内部的圆形水平面上交替并且等间距设置。

本实用新型提供的一种太阳能光热发电熔盐储罐电加热结构的第一优选实施例中：所述第一电加热管13和第二电加热管14结构相同，包括：套管3和电加热棒4；

所述套管3平行于储罐底板1设置，一端固定在储罐罐壁5上，位于储罐内部的一端端口封闭，位于所述储罐外部的一端端口开口，所述开口位于所述储罐的保温层11内；

所述电加热棒4从所述储罐罐壁5外部插入所述套管3内后，位于所述保温层11内的一端与所述套管3的所述开口端口固定连接。

本实用新型提供的一种太阳能光热发电熔盐储罐电加热安装结构的第二优选实施例中：所述套管3与所述储罐罐壁5的连接处通过焊接形成焊缝6密封。

本实用新型提供的一种太阳能光热发电熔盐储罐电加热安装结构的第三优选实施例中：所述套管3的所述开口端口连接有第一法兰7，所述电加热棒4位于所述保温层11内的一端连接有第二法兰9；

所述第一法兰7和所述第二法兰9相对设置，轴向均与所述套管3和所述电加热棒4的轴向方向相同；

所述相对设置的所述第一法兰7和所述第二法兰9通过螺栓8固定连接后，使所述电加热棒4的一端与所述套管3的所述开口端口固定。

本实用新型提供的一种太阳能光热发电熔盐储罐电加热安装结构的第四优选实施例中：所述套管3通过角钢2和管卡12固定在所述储罐底板1上；

所述角钢2为T形，垂直焊接于所述储罐底板1上，所述套管3设置于所述角钢2的水平轴上；

所述管卡12设置于所述套管3的上方，将所述套管3固定在所述角钢2的所述水平轴上。

本实用新型提供的一种太阳能光热发电熔盐储罐电加热安装结构的第五优选实施例中：所述角钢2的个数为至少两个，各个所述角钢2等间距设置，相邻的所述角钢2的间距的范围是0.8～1m。

本实用新型实施例提供的一种太阳能光热发电熔盐储罐电加热结构的有益效果包括：

1、本实用新型实施例提供的一种太阳能光热发电熔盐储罐电加热结构在熔盐储罐的底部设置数量不等长短不同的电加热器，电加热器数量根据加热功率需要和加热均匀性需要，一般设计为4～16支，电加热器从储罐底部侧壁插入，长电加热器和短电加热器交替设置，沿储罐圆周方向相间均匀分布，可以保证在径向和环向都能对熔盐进行均匀加热，防止熔盐凝固，提高能源利用效率；

2、电加热器布置在储罐底板与熔盐最低液位之间，即电加热器将一直沉浸在熔盐内，这样既可防止电加热器干烧，也可保证即使长期没有日照辐射，发电系统停止工作，储罐熔盐在最低液位时，也能对其进行加热；

3、将电加热棒置于套管中，采样辐射式电加热器，电加热棒不直接与熔盐接触，受腐蚀性小，故障率降低，电加热棒材料不需要采用耐熔盐腐蚀的材料，而只需要采用普通材料即可；套管在储罐内为封闭式，电加热棒从储罐罐壁外部插入套管内，套管与储罐罐壁的连接处通过焊接形成焊缝密封，保证储罐的密闭性，使出罐内的熔盐不泄露到外面；电加热棒与套管在储罐外部以法兰方式连接，不仅方便更换电加热棒，并且可以在线更换；角钢垂直焊接在储罐底板上，套管通过管卡在角钢上限位，当储罐内熔盐温度变化或电加热器加热时，套管均可以在其长度方向上自由伸缩。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种太阳能光热发电熔盐储罐电加热结构的俯视截面图；

图2是本实用新型实施例提供的一种太阳能光热发电熔盐储罐电加热结构的主视截面图；

图3是本实用新型实施例提供的太阳能光热发电熔盐储罐电加热结构中电加热安装结构的示意图；

图4是本实用新型实施例提供的图3中安装结构的A-A向截面示意图；

其中，1为储罐底板；2为角钢；3为套管；4为电加热棒；5为储罐罐壁；6为焊缝；7为第一法兰；8为螺栓；9为第二法兰；10为电源线；11为保温层；12为管卡；13为第一电加热管；14为第二电加热管；15为预留熔盐。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本实用新型提供的一种太阳能光热发电熔盐储罐电加热结构，包括：第一电加热管13和第二电加热管14。

第一电加热管13和第二电加热管14均分别为至少两个，第一电加热管13的长度小于第二电加热管14的长度，至少两个的第一电加热管13和第二电加热管14均设置在与储罐底板1平行的同一圆形水平面上。

该圆形水平面的高度低于预留熔盐15的高度，第一电加热管13和第二电加热管14均一端固定在储罐罐壁5上，在储罐内部的圆形水平面上交替并且等间距设置。

如图1和图2所示为本实用新型提供的一种太阳能光热发电熔盐储罐电加热结构的俯视截面图和主视截面图，图1给出的实施例中，在储罐罐壁5内部设置的第一电加热管13和第二电加热管14的个数均为4个，任意一个第一电加热管13与其相邻两侧的加热管的间距为45°。

本实用新型提供的一种太阳能光热发电熔盐储罐电加热结构的实施例，在熔盐储罐的底部设置数量不等长短不同的电加热器，电加热器数量根据加热功率需要和加热均匀性需要，一般设计为4～16支，电加热器从储罐底部侧壁插入，长电加热器和短电加热器交替设置，沿储罐圆周方向相间均匀分布，可以保证在径向和环向都能对熔盐进行均匀加热。

电加热器布置在储罐底板与熔盐最低液位之间，即电加热器将一直沉浸在熔盐内，这样既可防止电加热器干烧，也可保证即使长期没有日照辐射，发电系统停止工作，储罐熔盐在最低液位时，也能对其进行加热。

优选的，每支电加热器均可独立控制，通过控制线与外部PLC或DCS控制系统连接，可根据加热功率的需要，通过连锁信号或外部控制信号同时启动或分组启动加热。

第一电加热管13和第二电加热管14通过电控线10与外部连接，一方面第一电加热管13和第二电加热管14通过电控线7从外部获得电源；一方面每根第一电加热管13和第二电加热管14均可单独控制，通过电控线7与外部PLC或DCS控制系统连接，可同时启动加热或者分组启动加热。对于低温熔盐储罐，低于260℃时启动电加热管加热，达到290℃时停止加热。对于高温熔盐储罐，低于370℃时启动电加热管加热，达到370℃时停止加热，可以保持热盐罐内熔盐恒定在370℃左右。

实施例一

本实用新型提供的实施例一为本实用新型提供的一种太阳能光热发电熔盐储罐电加热结构中电加热管安装的实施例，如图3所示为本实用新型实施例提供的太阳能光热发电熔盐储罐电加热结构中电加热安装结构的示意图，图4是本实用新型实施例提供的图3中安装结构的A-A向截面示意图，本实用新型提供的太阳能光热发电熔盐储罐电加热结构中电加热安装结构为：

第一电加热管13和第二电加热管14的结构相同，均包括：套管3和电加热棒4。

与熔盐直接接触的外部套管3，外径为108mm或133mm，材料为S316(低温熔盐储罐)或S347(高温熔盐储罐)；内部电加热棒直径为φ57mm或φ76mm，加热功率为2kw/m或4kw/m。电加热棒4不直接与熔盐接触，受腐蚀性小，故障率降低，电加热棒材料不需要采用耐熔盐腐蚀的材料，而只需要采用普通材料即可。

套管3平行于储罐底板1设置，一端固定在储罐罐壁5上，位于储罐内部的一端端口封闭，位于储罐外部的一端端口开口，该开口位于储罐的保温层11内。每支电加热棒4在储罐外面的部分均有保温材料包裹，防止储罐内热量从该处散失。

电加热棒4从储罐罐壁5外部插入套管3内后，位于保温层11内的一端与套管3的开口端口固定连接。

本实用新型实施例提供的一种太阳能光热发电熔盐储罐电加热安装结构，将电加热棒置于套管中，采样辐射式电加热器，套管在储罐内为封闭式，电加热棒从储罐罐壁外部插入套管内，可轻松方便的更换电加热棒，并且保证储罐内熔盐不容易泄露。

进一步的，套管3与储罐罐壁5的连接处通过焊接形成焊缝6密封。保证储罐的密闭性，使出罐内的熔盐不泄露到外面。

套管3的开口端口连接有第一法兰7，电加热棒4位于保温层11内的一端连接有第二法兰9，第一法兰7和第二法兰9相对设置，并且轴向均与套管3和电加热棒4的轴向方向相同。相对设置的第一法兰7和第二法兰9通过螺栓8固定连接后，使电加热棒4的一端与套管3的开口端口固定。电加热棒4与套管3在储罐外部以法兰方式连接，不仅方便更换电加热棒，并且可以在线更换。

由图4可知，本实用新型提供的一种太阳能光热发电熔盐储罐电加热安装结构的实施例中，还包括：角钢2和管卡12。

角钢2为T形，垂直焊接于储罐底板1上，套管3设置于角钢2的水平轴上，管卡12设置于套管3的上方，将套管3固定在角钢2的水平轴上。角钢2的个数可以为至少两个，各个角钢2等间距设置，相邻的角钢2的间距的范围是0.8～1m。

套管3通过管卡12在角钢2上限位，当储罐内熔盐温度变化时，或电加热器加热时，套管3均可以在其长度方向上自由伸缩。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种太阳能光热发电熔盐储罐电加热结构，其特征在于，所述结构包括：第一电加热管(13)和第二电加热管(14)；

所述第一电加热管(13)和所述第二电加热管(14)的个数相等均分别为至少两个，所述第一电加热管(13)的长度小于所述第二电加热管(14)的长度，至少两个的所述第一电加热管(13)和所述第二电加热管(14)均设置在与储罐底板(1)平行的同一圆形水平面上；

所述圆形水平面的高度低于预留熔盐(15)的高度，所述第一电加热管(13)和第二电加热管(14)均一端固定在储罐罐壁(5)上，在储罐内部的圆形水平面上交替并且等间距设置。

2.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述第一电加热管(13)和第二电加热管(14)结构相同，包括：套管(3)和电加热棒(4)；

所述套管(3)平行于储罐底板(1)设置，一端固定在所述储罐罐壁(5)上，位于储罐内部的一端端口封闭，位于所述储罐外部的一端端口开口，所述开口位于所述储罐的保温层(11)内；

所述电加热棒(4)从所述储罐罐壁(5)外部插入所述套管(3)内后，位于所述保温层(11)内的一端与所述套管(3)的所述开口端口固定连接。

3.如权利要求2所述的结构，其特征在于，所述套管(3)与所述储罐罐壁(5)的连接处通过焊接形成焊缝(6)密封。

4.如权利要求2所述的结构，其特征在于，所述套管(3)的所述开口端口连接有第一法兰(7)，所述电加热棒(4)位于所述保温层(11)内的一端连接有第二法兰(9)；

所述第一法兰(7)和所述第二法兰(9)相对设置，轴向均与所述套管(3)和所述电加热棒(4)的轴向方向相同；

所述相对设置的所述第一法兰(7)和所述第二法兰(9)通过螺栓(8)固定连接后，使所述电加热棒(4)的一端与所述套管(3)的所述开口端口固定。

5.如权利要求2所述的结构，其特征在于，所述套管(3)通过角钢(2)和管卡(12)固定在所述储罐底板(1)上；

所述角钢(2)为T形，垂直焊接于所述储罐底板(1)上，所述套管(3)设置于所述角钢(2)的水平轴上；

所述管卡(12)设置于所述套管(3)的上方，将所述套管(3)固定在所述角钢(2)的所述水平轴上。

6.如权利要求5所述的结构，其特征在于，所述角钢(2)的个数为至少两个，各个所述角钢(2)等间距设置，相邻的所述角钢(2)的间距的范围是0.8～1m。