CN206281204U - 带垂直桨形搅拌器的熔盐储能换热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带垂直桨形搅拌器的熔盐储能换热装置，包括卧式罐体、加热器、换热器、搅拌器、加料口、安装口和排废口，在卧式罐体内竖直设置加热器，在卧式罐体内横向设置换热器，在卧式罐体内竖直设置搅拌器，在卧式罐体左侧外壁中间位置表面设置换热器进口和换热器出口，在卧式罐体的左侧上部设置加料口，在卧式罐体的顶部表面设置安装口，在卧式罐体的右侧下部设置排废口。本装置采用热性能优良的混合熔盐作为蓄热介质，晩上熔盐被加热将能量续存起来，用于白天的供暖，充分利用了谷期电力，缓解电网峰谷差，节约了能源，通过使用谷期电力替代了煤燃烧，减少燃煤使用量，大大减少了对空气的污染。

Description

带垂直桨形搅拌器的熔盐储能换热装置

技术领域

本实用新型属于储能换热设备领域，尤其涉及一种带垂直桨形搅拌器的熔盐储能换热装置。

背景技术

由于经济的飞速发展，使得我国面临的能源紧缺和环境污染的压力越来越重。现阶段我国正处于工业化发展的加速期，能源供需矛盾日益突出。以煤炭为主的能源生产和消费结构，严重破坏着我国的生态环境。要想实现能源结构的绿色转型，加快转变能源发展方式，就必须想方设法减少温室气体的排放，提高能源开发、加工和转换效率。

我国电网昼夜峰谷差日益扩大，存在着资源不合理利用和能效低的问题。目前的日负荷率约为50％～60％。而随着负荷增长，就无法避免对电网进行升级或者增建。传统的措施耗资巨大，大规模的扩建会使电力设备平均利用时间下降、发电效率降低、经济效益减少。如果将电网低谷电通过蓄能装置储存起来，在用电高峰时使用，则可以减小电网的峰谷差，起到移峰填谷的目的，可以节约巨大的电力资产额。借助一定的技术手段减小峰谷差，大幅提升电力资产的利用率，是未来电网的主要发展方向。

在蓄能装置领域，熔盐因其具有较高的使用温度、高热稳定性、高比热容、高对流传热系数、低粘度、低饱和蒸汽压和低价格等优良性能被经常用作为传热蓄热介质。在用电低谷时段，利用电能加热熔盐进行储能，然后在用电高峰时期通过换热装置传热，提供给工业企业进行制热生产或对接市政供暖系统，具有环保无污染和投资成本低等优势，有利于降低能耗成本。

现有技术的熔盐储能装置，需配备多个反应装置，另需换热管道将熔盐输送至热能反应系统中，如专利名称为熔盐蓄热式电加热集中供暖系统，专利号为201410093965.X的实用新型专利，加热装置、冷熔盐装置和热熔盐装置分别设置在三个罐体内，熔盐首先储存在冷熔盐存放设备中，通过加热装置加热后，进入热熔盐存放设备，再经过输送管道输送熔盐至热能反应系统，完成热量交换。

现有技术存在的问题：

1.现有的熔盐储存装置需配备多个反应装置，所需占地面积较大。

2.根据与热能反应系统的距离，通常需要安装一定长度的熔盐输送管道，提高了成本。

3.由于输送管道较长，加热后的熔盐在输送过程中会损失大部分热量，降低了使用效率。

4.由于设备结构复杂，日常维护和修理需要花费较高的人力物力，维修花费时间较长，降低了使用效率。

发明内容

本实用新型克服了现有技术中的缺点，提供了一种带垂直桨形搅拌器的熔盐储能换热装置。该装置储能与换热在一个罐体内进行，所占用场地较小，结构简单、设计合理、换热效率高，热损失小，加热均匀，充分利用熔盐的传热蓄热性质，在低谷时段通过电能加热熔盐进行储能，在高峰时期通过换热装置输出热能，维护和修理简单，可广泛应用于热能储能领域。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种带垂直桨形搅拌器的熔盐储能换热装置，包括卧式罐体、加热器、换热器、搅拌器、加料口、安装口和排废口，在卧式罐体内竖直设置加热器，在卧式罐体内横向设置换热器，在卧式罐体内竖直设置搅拌器，在卧式罐体左侧外壁中间位置表面设置换热器进口和换热器出口，在卧式罐体的左侧上部设置加料口，在卧式罐体的顶部表面设置安装口，在卧式罐体的右侧下部设置排废口。

而且，所述的罐体为卧式箱体，由罐体左部、罐体中部和罐体右部组成，罐体左部和罐体右部均呈弧面形，罐体中部为圆柱体。

而且，所述的加热器为竖直棒状，上端连接卧式罐体上平面，下端延伸至卧式罐体底部，加热器距离卧式罐体左部内壁的距离为罐体长度的1/6-1/5，加热器底端至卧式罐体底面的距离为加热器长度的1/20-1/10。

而且，所述的换热器为单管式，包括进水管和出水管，进水管与出水管之间由一根竖直方向的管连接。

而且，所述的搅拌器为垂直设置，包括搅拌叶片和搅拌杆，搅拌杆的长度为卧式罐体高度的1/2-2/3，搅拌叶片的高度为搅拌杆长度的1/3-1-2，搅拌叶片为桨形。

而且，在所述的加料孔上设置加料辅助装置，加料辅助装置由垂直向上的管体和盖板组成，管体上端设置盖板，盖板与管体密封连接。

而且，所述的安装口由盖板与垂直向上的短管法兰组成，短管法兰的法兰盘朝上，通过螺栓与盖板连接。在卧式罐体上表面设置安全阀。

而且，在所述的排废口上设置排废管道，排废管道与卧式罐体右部弧面形的切线呈20度-60度的角度。

而且，在卧式罐体右部外壁垂直设置热电偶，热电偶数量为三个，分别位于卧式罐体右部外壁的上、中、下三个位置，三个热电偶位置分布在一竖直线上，三个热电偶两两之间距离相等。

而且，在卧式罐体中部的外侧表面设置保温层，保温层由内向外分别为硅酸铝层、石棉层、聚氨酯层，保温层的厚度为2-15cm。

本实用新型的优点和有益效果是：

1.本带垂直桨形搅拌器的熔盐储能换热装置，包括卧式罐体、加热器、换热器、搅拌器、加料口、安装口和排废口，本装置的罐体采用卧式箱体，使用时可埋于地下，大大节省了空间。

2.本装置的加热器为竖直棒状，上端连接卧式罐体上平面，下端延伸至卧式罐体底部，本装置的换热器为单管式，包括进水管和出水管，进水管与出水管之间由一根竖直方向的管连接，本装置的加热器和换热器均设置于卧式罐体内，使装置占地小，更适于小空间内或局部地区的储能使用。

3.本装置的换热器设置于罐体内，放弃了熔盐输送管道，将换热装置设置于罐体中，节约了设置长距离管道的成本。

4.本装置的换热器为单管式，包括进水管和出水管，进水管与出水管之间由一根竖直方向的管连接，换热效率更高。

5.本装置的搅拌器设置于罐体内部，加热熔盐的同时进行搅拌，使熔盐更加均匀的受热，加热效率更高。

6.本卧式罐体中部的外侧表面设置保温层，保温层由内向外分别为硅酸铝层、石棉层、聚氨酯层，保温层的厚度为2-15cm，保温层可以防止热量的向外扩散，提高储能效率。

7.本装置所有反应设备均设置于罐体内，且结构简单，在罐体顶部表面开有安装口，便于维护与修理。

8.本装置采用热性能优良的混合熔盐作为蓄热介质，晩上熔盐被加热将能量续存起来，用于白天的供暖，充分利用了谷期电力，缓解电网峰谷差，节约了能源，通过使用谷期电力替代了煤燃烧，减少燃煤使用量，大大减少了对空气的污染。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

其中1为安全阀，2为加热器，3为加料辅助装置，3-1为盖板，3-2为管体，4为搅拌器，4-1为搅拌叶片，4-2为搅拌杆，5为排废管道，6为热电偶，7为换热器，7-1为出水管，7-2为进水管，7-3为换热器支架，8为罐体，8-1为罐体左部，8-2为罐体中部，8-3为罐体右部，9为保温层,10为安装口，10-1为盖板，10-2为短管法兰。

具体实施方式

下面结合附图与具体的实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

实施例1：

一种带垂直桨形搅拌器的熔盐储能换热装置，包括卧式罐体8、加热器2、换热器7、加料口、安装口10和排废口，卧式罐体由罐体左部8-1、罐体中部8-2和罐体右部8-3组成，罐体左部和罐体右部均呈弧面形，罐体中部为圆柱体。在卧式罐体内设置1组加热器，加热器为竖直棒状，上端连接卧式罐体上平面，下端延伸至卧式罐体底部，加热器距离卧式罐体左部内壁的距离为卧式罐体长度的1/6，加热器底端至卧式罐体底面的距离为加热器长度的1/20。在卧式罐体内部水平设置换热器，换热器包括进水管和出水管，进水管和出水管均与罐体表面平行，进水管与出水管之间由一根竖直方向的管连接。在换热器下方垂直于卧式罐体底部设置换热器支架7-3，用于支撑换热器。在卧式罐体内竖直设置搅拌器，搅拌杆的长度为卧式罐体高度的1/2，搅拌叶片的高度为搅拌杆长度的1/3。在卧式罐体左部的上表面设置加料口，加料孔上设置加料辅助装置3，加料辅助装置由垂直向上的盖板3-1和管体3-2组成，管体上端设置盖板，盖板与管体密封连接。在卧式罐体的底部右侧设置排废口，在所述的排废口上设置排废管道5，排废管道与卧式罐体右部弧面形的切线呈20度的角度。在卧式罐体上表面设置安全阀1。在卧式罐体右部外壁垂直设置三个热电偶6，分别位于卧式罐体右部外壁的上、中、下三个位置，三个热电偶位置分布在一竖直线上，三个热电偶两两之间距离相等，在卧式罐体中部的外侧表面包有5cm厚保温层9，保温层分3层，由内向外分别为硅酸铝层、石棉层、聚氨酯硬泡层。在卧式罐体顶部表面设置安装口10，安装口由盖板10-1与垂直向上的短管法兰10-2组成，短管法兰的法兰盘朝上，通过螺栓与盖板连接。

实施例2：

一种带垂直桨形搅拌器的熔盐储能换热装置，包括卧式罐体8、加热器2、换热器7、加料口、安装口10和排废口，卧式罐体由罐体左部8-1、罐体中部8-2和罐体右部8-3组成，罐体左部和罐体右部均呈弧面形，罐体中部为圆柱体。在卧式罐体内设置1组加热器，加热器为竖直棒状，上端连接卧式罐体上平面，下端延伸至卧式罐体底部，加热器距离卧式罐体左部内壁的距离为卧式罐体长度的1/5，加热器底端至卧式罐体底面的距离为加热器长度的1/10。在卧式罐体内部水平设置换热器，换热器包括进水管和出水管，进水管和出水管均与罐体表面平行，进水管与出水管之间由一根竖直方向的管连接。在换热器下方垂直于卧式罐体底部设置换热器支架7-3，用于支撑换热器。在卧式罐体内竖直设置搅拌器，搅拌杆的长度为卧式罐体高度的2/3，搅拌叶片的高度为搅拌杆长度的1/2。在卧式罐体左部的上表面设置加料口，加料孔上设置加料辅助装置3，加料辅助装置由垂直向上的盖板3-1和管体3-2组成，管体上端设置盖板，盖板与管体密封连接。在卧式罐体的底部右侧设置排废口，在所述的排废口上设置排废管道5，排废管道与卧式罐体右部弧面形的切线呈40度的角度。在卧式罐体上表面设置安全阀1。在卧式罐体右部外壁垂直设置三个热电偶6，分别位于卧式罐体右部外壁的上、中、下三个位置，三个热电偶位置分布在一竖直线上，三个热电偶两两之间距离相等，在卧式罐体中部的外侧表面包有8cm厚保温层9，保温层分3层，由内向外分别为硅酸铝层、石棉层、聚氨酯硬泡层。在卧式罐体顶部表面设置安装口10，安装口由盖板10-1与垂直向上的短管法兰10-2组成，短管法兰的法兰盘朝上，通过螺栓与盖板连接。

本装置的使用包括储能阶段与换热阶段，储能阶段，热能由环形设置于罐体内部的加热棒传递至罐体中间位置，形成由四周向中间的热量传递流，直至罐体内部各位置的熔盐的温度一致，换热阶段低温换热介质通过换热进口进入罐体内的换入器，与高温的熔盐进行热量交换，低温换热介质吸收热量后由换热器出口排出，中间位置的热量被交换走，四周的热量向中间传递，形成由四周向中间的热量传递流，储能阶段和换热阶段形成的热量传递流有助于热量在罐体内部的均匀分布，无需其他辅助装置，完全依靠加热器和换热器的形态和位置设置。

使用时，将带垂直桨形搅拌器的熔盐储能换热装置罐体安装于指定位置，通过罐体上方的加料辅助装置将熔盐放入罐体内，在电低谷时，将加热棒通电，对罐体内的熔盐进行加热，通过热电偶对罐内的温度进行监测，将熔盐加热至温度300-500℃，停止供电加热，通过罐体外部的保温装置防止热量扩散，在电高峰时，将换热装置内通入放热介质，如水或油，放热介质吸收熔盐的热量并通过管道传递出去，完成储能换热的整个过程。

以上对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种带垂直桨形搅拌器的熔盐储能换热装置，其特征在于：包括卧式罐体、加热器、换热器、搅拌器、加料口、安装口和排废口，在卧式罐体内竖直设置加热器，在卧式罐体内横向设置换热器，在卧式罐体内竖直设置搅拌器，在卧式罐体左侧外壁中间位置表面设置换热器进口和换热器出口，在卧式罐体的左侧上部设置加料口，在卧式罐体的顶部表面设置安装口，在卧式罐体的右侧下部设置排废口；

所述的加热器为竖直棒状，上端连接卧式罐体上平面，下端延伸至卧式罐体底部，加热器距离卧式罐体左部内壁的距离为罐体长度的1/6-1/5，加热器底端至卧式罐体底面的距离为加热器长度的1/20-1/10；

所述的换热器为单管式，包括进水管和出水管，进水管与出水管之间由一根竖直方向的管连接；

所述的搅拌器为垂直设置，包括搅拌叶片和搅拌杆，搅拌杆的长度为卧式罐体高度的1/2-2/3，搅拌叶片的高度为搅拌杆长度的1/3-1-2，搅拌叶片为桨形。

2.根据权利要求1所述的带垂直桨形搅拌器的熔盐储能换热装置，其特征在于：所述的罐体为卧式箱体，由罐体左部、罐体中部和罐体右部组成，罐体左部和罐体右部均呈弧面形，罐体中部为圆柱体。

3.根据权利要求1所述的带垂直桨形搅拌器的熔盐储能换热装置，其特征在于：在所述的加料孔上设置加料辅助装置，加料辅助装置由垂直向上的管体和盖板组成，管体上端设置盖板，盖板与管体密封连接。

4.根据权利要求1所述的带垂直桨形搅拌器的熔盐储能换热装置， 其特征在于：在所述的排废口上设置排废管道，排废管道与罐体右部弧形的切线呈20度-60度的角度。

5.根据权利要求1所述的带垂直桨形搅拌器的熔盐储能换热装置，其特征在于：所述的安装口由盖板与垂直向上的短管法兰组成，短管法兰的法兰盘朝上，通过螺栓与盖板连接。在卧式罐体上表面设置安全阀。

6.根据权利要求1所述的带垂直桨形搅拌器的熔盐储能换热装置，其特征在于：在卧式罐体右部外壁垂直设置热电偶，热电偶数量为三个，分别位于卧式罐体右部外壁的上、中、下三个位置，三个热电偶位置分布在一竖直线上，三个热电偶两两之间距离相等。

7.根据权利要求1所述的带垂直桨形搅拌器的熔盐储能换热装置，其特征在于：在卧式罐体中部的外侧表面设置保温层，保温层由内向外分别为硅酸铝层、石棉层、聚氨酯层，保温层的厚度为2-15cm。