CN206207766U - 一种采用线聚焦太阳能集热的熔盐化盐系统 - Google Patents

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Abstract

一种采用线聚焦太阳能集热的熔盐化盐系统，主要包括：熔盐储罐、注盐设备、电加热器、熔盐泵、热管、制氮系统、线聚焦太阳能集热器和电伴热系统；熔盐储罐顶部安装顶装立式液下熔盐泵及注盐设备，内部竖立安装若干热管，底部水平相对安装两个电加热器；本实用新型采用线聚焦太阳能集热器替代传统的天然气熔盐锅炉，系统耗电量更低、更节能环保；同时系统利用热管优良的传热性及等温性，可以更好地解决熔盐储罐的温度分层不均匀性，可有效地尽可能地有效利用热量加热熔化熔盐；本实用新型所述化盐系统结构简单、化盐速度快、系统运行简便，系统安全性较高；可实际应用于配置熔盐传热储热系统的太阳能热电站的熔盐化盐工作。

Description

一种采用线聚焦太阳能集热的熔盐化盐系统
技术领域
本实用新型涉及储能技术领域，具体涉及一种采用线聚焦太阳能集热的熔盐化盐系统。
背景技术
太阳能热发电与太阳能光伏发电相比最大的优势在于太阳辐射突变时若多云或者夜间时可以通过配置储热系统继续稳定发电。而运用于太阳能热发电电站储热系统常用的储热介质是熔盐、导热油等，熔盐由于工作温度范围更广泛，储热换热性能较佳等特点，是太阳能热发电电站储热系统常采用的储热介质。熔盐有利于提高太阳能热发电电站发电效率和降低电站投资成本。但熔盐最大的属性缺陷在于较高的凝固点，这使其较易造成集热管管路堵塞。但是在储热罐中，熔盐的凝固不会引起太大问题，在西班牙已运行电站的熔盐储热系统中，熔盐罐的温度每天仅下降约1摄氏度。但在传热系统中，熔盐的冻结将会造成较大风险，严重的可导致槽式或者菲涅尔电站的集热管断裂等。熔盐在常温状态下是以固体形式存储的，即太阳能热发电电站采用熔盐进行集热或者储热前都是固体形式存在的，一个50MW的光热电站若采用6小时熔盐进行储热，需要采购近万吨的熔盐，故对熔盐化盐进行专项处理就显得尤为重要，而化盐的工作量极其大。当前熔盐熔化多是采用电加热和天然气熔盐锅炉加热相结合进行熔化，这种方式存在耗电量大，熔盐锅炉熔盐侧易凝固堵塞且不易处理等缺点，同时熔盐储罐容量一般较大，导致储罐内熔盐温度分层不均匀，这种温度不均匀分别相差甚至高达几十摄氏度，而当前常见解决温度分层不均匀的方法是采用搅拌器，然而这种方法对固态形式的熔盐不适用。
实用新型内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型目的在于提供一种采用线聚焦太阳能集热的熔盐化盐系统，本实用新型采用线聚焦太阳能集热器替代天然气熔盐锅炉，采用热管技术解决熔盐储罐内熔盐温度分层不均匀；具有相对传统常规装置耗电量少，更加节能，同时利用热管优良的传热性及等温性，可以更好地解决熔盐储罐的温度分层不均匀性，可有效地尽可能地利用热量加热熔化熔盐。
为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种采用线聚焦太阳能集热的熔盐化盐系统，包括第一熔盐储罐101，第一熔盐储罐101出口通过熔盐管道8连通线聚焦太阳能集热器11入口，线聚焦太阳能集热器11出口分两路，一路通过熔盐管道8连通第一熔盐储罐101入口，另一路通过熔盐管道8连通第二熔盐储罐102入口；所述熔盐管道8上设置有电伴热系统7、温度测量仪9和熔盐阀门10，熔盐管道8还连接有制氮系统6，制氮系统6的氮气管道出口和所述线聚焦太阳能集热器11入口相连接；所述第一熔盐储罐101顶部的熔盐管道8上安装有顶装立式液下熔盐泵5，第一熔盐储罐101顶部设置注盐设备2，第一熔盐储罐101内底部水平安装有多个电加热器4，第一熔盐储罐101内电加热器4上方竖直安装有热管3。
所述熔盐储罐101内底部水平相对安装两个电加热器4。
所述注盐设备2呈漏斗形状。
所述热管3为重力热管或者振荡热管，依据选取的熔盐的工作温度范围，所述热管3采用的材质为铜或者不锈钢，所述热管3内的工质采用蒸馏水或者甲醇；所述热管3数量依据第一熔盐储罐101容积的大小选取。
所述线聚焦太阳能集热器11为线性菲涅尔式太阳能集热器或者槽式太阳能集热器。
所述电伴热系统7为发热电缆，均匀缠绕在所述熔盐管道8上。
本实用新型的有益效果：和当前常规熔盐化盐装置相比。本实用新型所述的一种采用线聚焦太阳能集热的熔盐化盐系统采用线聚焦太阳能集热器替代传统的天然气熔盐锅炉，系统耗电量更低、更节能环保；同时系统利用热管优良的传热性及等温性，可以更好地解决熔盐储罐的温度分层不均匀性，可有效地尽可能地有效利用热量加热熔化熔盐。本实用新型所述化盐系统结构简单、化盐速度快、系统运行简便，系统安全性较高。可实际应用于配置熔盐传热储热系统的太阳能热电站的熔盐化盐工作。
附图说明
图1本实用新型采用线聚焦太阳能集热的熔盐化盐系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的实施方式。
如图1所示，本实用新型一种采用线聚焦太阳能集热的熔盐化盐系统，包括第一熔盐储罐101，第一熔盐储罐101出口通过熔盐管道8连通线聚焦太阳能集热器11入口，线聚焦太阳能集热器11出口分两路，一路通过熔盐管道8连通第一熔盐储罐101入口，另一路通过熔盐管道8连通第二熔盐储罐102入口；所述熔盐管道8上设置有电伴热系统7、温度测量仪9和熔盐阀门10，熔盐管道8还连接有制氮系统6，制氮系统6的氮气管道出口和所述线聚焦太阳能集热器11入口相连接；所述第一熔盐储罐101顶部的熔盐管道8上安装有顶装立式液下熔盐泵5，第一熔盐储罐101顶部设置注盐设备2，第一熔盐储罐101内底部水平相对安装有两个电加热器4，第一熔盐储罐101内电加热器4上方竖直安装有热管3。
作为本实用新型的优选实施方式，所述熔盐储罐101内底部水平相对安装两个电加热器4。
作为本实用新型的优选实施方式，所述注盐设备2呈漏斗形状，目的在于将固态细颗粒熔盐注入第一熔盐储罐101，较大块状的固态熔盐通过粉碎注入第一熔盐储罐101。
作为本实用新型的优选实施方式，所述热管3为重力热管或者振荡热管，依据选取的熔盐的工作温度范围，所述热管3采用的材质为铜或者不锈钢，所述热管3内的工质采用蒸馏水或者甲醇；所述热管3数量依据第一熔盐储罐101容积的大小选取合适数量。所述热管3的作用解决第一熔盐储罐101温度分层不均匀，同时尽可能地有效传递所述电加热器4产生的热量到其他不同位置，以便加快熔盐的熔化。
作为本实用新型的优选实施方式，所述线聚焦太阳能集热器11为线性菲涅尔式太阳能集热器或者槽式太阳能集热器。
作为本实用新型的优选实施方式，所述电伴热系统7为发热电缆，均匀缠绕在所述熔盐管道8上。通过发热电缆内的合金电阻丝进行通电发热，从而加热熔盐管道8，以防止熔盐凝固堵塞熔盐管道。
所述制氮系统6制取氮气，目的在于所述线聚焦太阳能集热器11停止工作时，将所述线聚焦太阳能集热器11的集热管内存留的熔盐反吹到熔盐储罐101内以防熔盐凝固堵塞管道。
所述温度测量仪9的目的在于监测熔盐管道8的温度，当温度低于熔盐凝固警戒温度时启动电伴热系统7。
本实用新型的作业流程如下：
固态细颗粒熔盐通过注盐设备2导入第一熔盐储罐101，块状较大的固态熔盐通过注盐设备2磨碎成细颗粒进入第一熔盐储罐101，当第一熔盐储罐101内的熔盐高度淹没熔盐储罐底部的电加热器4时，开启电加热器4熔化细颗粒固态熔盐，在熔化的过程中熔盐可能会存在结块现象，导致很难将熔盐熔化，可向第一熔盐储罐101注入适量的去离子水辅助熔盐熔化。随着第一熔盐储罐101内温度升高，可打开第一熔盐储罐101顶部阀门12进行排汽，热管3利用自身特点将熔盐高度方向温度高的部位的热量传递给温度低的部位，从而加快温度较低部位熔盐的熔化。
当固态熔盐熔化成液态，熔盐淹没熔盐泵5底部一定高度，开启线聚焦太阳能集热器11以及熔盐管道8的电伴热系统7进行预热，当集热管内的温度高于熔盐熔点温度时，开启熔盐泵5，将熔盐泵入线聚焦太阳能集热器11进行加热至设计温度，然后部分高温熔盐进入第二熔盐储罐102，另一部分的高温熔盐重新进入第一熔盐储罐101直接与低温熔盐进行热交换，从而加快第一熔盐储罐101内熔盐的熔化进程，最终本实用新型所述一种采用线聚焦太阳能集热的熔盐化盐系统进入循环加热熔化状态，从而高效地进行化盐。
系统停车作业程序如下：停止熔盐泵5、开启制氮系统6，用氮气将熔盐管道8内存留的熔盐吹扫进熔盐储罐，然后停止线聚焦太阳能集热器11及电伴热系统7的加热运行。
系统作业期间及停车阶段，需要严密监测集热管、熔盐管道以及第一熔盐储罐101内温度数据，防止熔盐温度低于熔盐凝固警戒温度以致熔盐凝固。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种采用线聚焦太阳能集热的熔盐化盐系统，其特征在于：包括第一熔盐储罐(101)，第一熔盐储罐(101)出口通过熔盐管道(8)连通线聚焦太阳能集热器(11)入口，线聚焦太阳能集热器(11)出口分两路，一路通过熔盐管道(8)连通第一熔盐储罐(101)入口，另一路通过熔盐管道(8)连通第二熔盐储罐(102)入口；所述熔盐管道(8)上设置有电伴热系统(7)、温度测量仪(9)和熔盐阀门(10)，熔盐管道(8)还连接有制氮系统(6)，制氮系统(6)的氮气管道出口和所述线聚焦太阳能集热器(11)入口相连接；所述第一熔盐储罐(101)顶部的熔盐管道(8)上安装有顶装立式液下熔盐泵(5)，第一熔盐储罐(101)顶部设置注盐设备(2)，第一熔盐储罐(101)内底部水平安装有多个电加热器(4)，第一熔盐储罐(101)内电加热器(4)上方竖直安装有热管(3)。
2.根据权利要求1所述一种采用线聚焦太阳能集热的熔盐化盐系统，其特征在于：所述熔盐储罐(101)内底部水平相对安装两个电加热器(4)。
3.根据权利要求1所述一种采用线聚焦太阳能集热的熔盐化盐系统，其特征在于：所述注盐设备(2)呈漏斗形状。
4.根据权利要求1所述一种采用线聚焦太阳能集热的熔盐化盐系统，其特征在于：所述热管(3)为重力热管或者振荡热管，依据选取的熔盐的工作温度范围，所述热管(3)采用的材质为铜或者不锈钢，所述热管(3)内的工质采用蒸馏水或者甲醇；所述热管(3)数量依据第一熔盐储罐(101)容积的大小选取。
5.根据权利要求1所述一种采用线聚焦太阳能集热的熔盐化盐系统，其特征在于：所述线聚焦太阳能集热器(11)为线性菲涅尔式太阳能集热器或者槽式太阳能集热器。
6.根据权利要求1所述一种采用线聚焦太阳能集热的熔盐化盐系统，其特征在于：所述电伴热系统(7)为发热电缆，均匀缠绕在所述熔盐管道(8)上。
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