CN206424915U - 一种熔盐化盐储盐系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种熔盐化盐储盐系统，包括化盐罐、熔盐罐以及输送管道，输送管道的两端分别与化盐罐的出液口以及熔盐罐的进液口连通，熔盐罐和化盐罐两个罐体均设置有进料口、加热装置以及喷淋系统，加热装置设置于罐体内，喷淋系统包括熔盐泵和可向外喷淋的喷淋管，喷淋管设置于罐体内的上方区域，与熔盐泵的输入端连接的管道伸入罐体的底部，与熔盐泵的输出端连接的管道与喷淋管连通。化盐时熔盐受热均匀，化盐效率高，并且可以有效防止输出管道堵塞，同时可以减少高温液态熔盐由化盐罐输送至熔盐罐过程中的热量损失，降低熔盐化盐的电能消耗。

Description

一种熔盐化盐储盐系统

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，尤其涉及一种熔盐化盐储盐系统。

背景技术

常规的太阳能发电技术受到光照、气候、季节、地域等因素的影响，制约了太阳能利用的连续性和稳定性。解决太阳能发电的持续可供性是实现大规模应用，提高效率和降低成本的关键所在。熔盐储热系统可将日光充足时的热能储存起来，在日光辐射不足或夜间无光时释放出来并通过产生蒸汽发电；电力需求较低时将热能通过熔盐储热系统储存起来，在电力需求峰值时利用储存的热能发电满足需求，从而实现电网稳定运行。

熔盐化盐即熔盐初熔是光热电站熔盐储热系统在进入调试运行之前的一道关键程序，熔盐通过此流程由固态变为液态高温熔盐进入系统开始循环，并在整个电站的寿命期内保持液态。现有的熔盐化盐储盐系统由化盐罐、熔盐罐以及连接二者的输送管道组成。固态粉末状的熔盐首先在化盐罐中加热至高温液态，之后再通过熔盐泵将高温液态熔融盐通过输送管道输送到高温熔盐罐中。

现有的化盐罐在实际工作过程中，尤其在熔盐化盐刚开始时，由于固体熔盐的受热空间有限，大量固体熔盐很难同步熔化，而且固体熔盐在熔化过程中会不断塌陷，造成固液分离，之后会存在大块固体熔盐漂浮在高温液态熔盐上方或沉淀在高温液态熔盐中，使熔盐受热不均匀，固态熔盐很难进一步吸热溶解，增加了化盐电热消耗，降低了化盐速率，固态熔盐还可能阻塞输送管道，并降低熔盐泵的工作效率。

此外，熔盐化盐系统将固态熔盐完全融化为液态熔盐需要消耗大量能量，并且高温熔盐由熔盐化盐系统输送至熔盐储盐系统的过程中，由于输送管道的温度较低，高温熔盐在传送过程中会出现热量损失，尤其在西北等寒冷地区，热量损失更大，从而影响储热熔盐温度的稳定性。

现有技术中熔盐化盐储盐系统中存储高温液态熔盐的熔盐罐，随着储存熔盐时间的延长，熔盐罐内的液态熔盐的温度也会逐渐降低，不能光热电站提供温度稳定的储热介质。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种熔盐化盐储盐系统，化盐时熔盐受热均匀，化盐效率高，并且可以有效防止输出管道堵塞，同时可以为后续光热电站储热系统提供温度稳定的储热介质，减少高温液态熔盐由化盐罐输送至熔盐罐过程中的热量损失，降低熔盐化盐系统内电能的消耗。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种熔盐化盐储盐系统，包括化盐罐、熔盐罐以及输送管道，所述输送管道的两端分别与所述化盐罐的出液口以及熔盐罐的进液口连通，所述熔盐罐和所述化盐罐两个罐体均设置有进料口、加热装置以及喷淋系统，所述加热装置设置于所述罐体内，所述喷淋系统包括熔盐泵和可向外喷淋的喷淋管，所述喷淋管设置于所述罐体内的上方区域，与所述熔盐泵的输入端连接的管道伸入所述罐体的底部，与所述熔盐泵的输出端连接的管道与所述喷淋管连通。

其中，所述喷淋管上设置有朝向所述罐体底部的喷淋孔。

其中，所述喷淋孔的数量为多个，多个所述喷淋孔均匀间隔分布于所述喷淋管。

其中，所述熔盐罐和所述化盐罐内均设置有加热装置。

其中，所述输送管道包括管道本体，所述管道本体的一端与所述化盐罐的出液口连通，另一端与所述熔盐罐的进液口连通，所述管道本体靠近所述化盐罐的出液口的一端连接有空气压缩机。

其中，所述管道本体内设置有气动式调节阀。

其中，所述管道本体为金属软管。

其中，还包括热风系统，所述热风系统包括风机以及与所述风机连通的加热器，所述风机与所述加热器分别通过风管与所述熔盐罐连通，且形成循环回路。

其中，所述加热器为电加热器或太阳能加热器。

其中，还包括浮球液位计和控制系统，所述浮球液位计设置于所述熔盐罐和/或所述化盐罐内，所述控制系统分别与所述浮球液位计和所述熔盐泵电连接。

有益效果：本实用新型提供了一种熔盐化盐储盐系统，包括化盐罐、熔盐罐以及输送管道，所述输送管道的两端分别与所述化盐罐的出液口以及熔盐罐的进液口连通，述熔盐罐和所述化盐罐均设置有进料口、加热装置以及喷淋系统，所述加热装置设置于所述化盐罐和所述熔盐罐内，所述喷淋系统包括熔盐泵和可向外喷淋的喷淋管，所述喷淋管设置于所述化盐罐和所述熔盐罐内的上方区域，与所述熔盐泵的输入端连接的管道伸入所述化盐罐和所述熔盐罐的底部，与所述熔盐泵的输出端连接的管道与所述喷淋管连通。首先通过进料口向化盐罐内加入固态熔盐，启动加热装置将其融化为液态，通过喷淋系统将液态的高温熔盐喷洒到后续加入的固态熔盐上，使高温液态熔盐在化盐罐内部循环运动，起到搅动液态熔盐与固态熔盐的作用，阻止固态熔盐自发聚集形成更难熔化的球体，促进熔盐受热均匀，加快化盐速率，降低电热消耗；当化盐罐向熔盐罐输送一定量的高温液态熔盐后，化盐罐可以停止运行，通过进料口向熔盐罐的内加入固态熔盐，同时启动熔盐罐内的加热装置和喷淋系统，维持液态熔盐温度稳定并持续化盐，从而减少高温液态熔盐由化盐罐输送至熔盐罐过程中的热量损失，降低化盐消耗的电能。

附图说明

图1是本实用新型实施例1提供的化盐罐的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1提供的熔盐罐的结构示意图；

图3是本实用新型实施例2提供的熔盐化盐储盐系统的结构示意图；

图4是本实用新型实施例2提供的管道本体的结构示意图；

图5是本实用新型实施例3提供的熔盐化盐储盐系统的结构示意图。

其中：

1、化盐罐；11、进料口；2、熔盐罐；3、输送管道；31、空气压缩机；32、气动式调节阀；33、开关阀；34、电伴热；35、保温层；4、加热装置；5、喷淋系统；51、熔盐泵；52、喷淋管；521、喷淋孔；6、热风系统；61、风机；62、加热器。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例1

本实施例提供了一种熔盐化盐储盐系统，包括化盐罐1、熔盐罐2以及输送管道3，输送管道3的两端分别与化盐罐1的出液口以及熔盐罐2的进液口连通，熔盐罐2和化盐罐1两个罐体均设置有进料口11、加热装置4以及喷淋系统5，加热装置4设置于罐体内，喷淋系统5包括熔盐泵51和可向外喷淋的喷淋管52，喷淋管52设置于罐体内的上方区域，与熔盐泵51的输入端连接的管道伸入罐体的底部，与熔盐泵51的输出端连接的管道与喷淋管52连通。

工作时，固态熔盐通过进料口11进入化盐罐1内，并通过加热装置4对固态熔盐加热得到液态熔盐。当化盐罐1内的液态熔盐液面达到一定的高度时，启动熔盐泵51，与熔盐泵51的输入端连接的管道将化盐罐1内的液态熔盐吸出，并通过与熔盐泵51的输出端连接的管道输送至喷淋管52内，喷淋管52位于化盐罐1内的上方区域，使得液态熔盐喷洒到后续进入化盐罐1内的固态熔盐上，且高温液态熔盐在化盐罐1内部循环运动，起到搅动化盐罐1内液态熔盐与固态熔盐的作用，防止固态熔盐漂浮于液态熔盐中或沉入液态熔盐底部，难以融化或堵塞管路等，增加了液态熔盐与固态熔盐的接触面积，使熔盐受热均匀，加快化盐速率，降低电热消耗，从而使化盐罐1能够连续、稳定、安全的向熔盐罐2输送液态熔盐，为熔盐化盐储盐系统的安全、连续、稳定运行提供保障。

当化盐罐1内的高温液态熔盐达到一定量时，化盐罐1可以停止运行，通过输送管道3将高温液态熔盐输送至熔盐罐2内，启动熔盐罐2内的喷淋系统5及加热装置4，并同时通过进料口11向熔盐罐2内加入固态熔盐，由于液态熔盐在熔盐罐2内循环运动，使熔盐罐2内的液态熔盐与后续加入的固态熔盐充分搅动并接触，熔盐受热均匀，加快化盐速率，降低电热消耗，而且后续可以停止化盐罐1的运行，从而减少高温液态熔盐由化盐罐1输送至熔盐罐2过程中的热量损失，降低化盐罐1内电能的消耗。当熔盐罐2内的熔盐全部融化为液态熔盐，且储存量达到熔盐罐2的最大量时，熔盐泵51停止工作，可以根据熔盐罐2内熔盐的温度要求调整加热装置4的工作频率，保证熔盐罐2内的熔盐温度稳定。

喷淋管52上设置有朝向化盐罐1或熔盐罐2底部的喷淋孔521，高温熔盐液体通过喷淋管52上的喷淋孔521喷洒在固态熔盐上，为使高温熔盐液体均匀喷洒至固态熔盐上，喷淋管52和喷淋孔521的数量均可以为多个，多个喷淋孔521均匀分布于喷淋管52，多个喷淋管52均匀间隔分布于化盐罐1或熔盐罐2的顶部，有利于液态熔盐与固态熔盐之间充分接触，增加热量传递及化盐效率，降低电能及热能消耗。

本实施例中的加热装置4可以为电加热装置，电阻丝，电阻丝可以水平设置于罐体内部，具体而言，电阻丝可以水平设置在罐体1的底端，当固态熔盐覆盖电阻丝之后通电加热，防止电阻丝干烧；电阻丝也可以为多个并且由罐体的底端等间距向上排列设置，多个电阻丝可以根据罐体内熔盐的深度来确定是否开启，以防止电阻丝干烧。电阻丝还可以由罐体的顶部延伸至罐体的底部，其中由于罐体内的熔盐的最高许可高度距罐体的顶部具有一定的距离，一般为250mm-350mm，为防止上部电阻丝干烧，电阻丝由距罐体的顶部250mm-350mm处延伸至罐体的底部，也可以是加热装置2在距罐体的顶部250mm-350mm处不具有加热功能，以防止干烧；加热装置4也可以为其他类型的加热装置，如在罐体的底部设置有加热管，加热管内循环通入高温蒸汽或高温液体，通过加热管与罐体内的固态熔盐进行热量传递。

本实施例中的熔盐化盐储盐系统还包括浮球液位计和控制装置图中未示出，浮球液位计设置于熔盐罐2和/或化盐罐1内部，控制装置与浮球液位计电连接，控制装置与罐体内喷淋系统5的熔盐泵51电连接，当罐体内的液态熔盐达到设定的最低液位高度时，控制装置控制熔盐泵51开始工作，罐体底部的液态熔盐通过与熔盐泵51连接的管道喷洒至固态熔盐上，促使固态熔盐进一步吸热熔接；当罐体内部的液态熔盐高度达到设定的最高液位高度时，表示罐体内的熔盐已基本融化，不需要继续循环，此时控制装置控制熔盐泵51停止工作，减少不必要的电能消耗，降低化盐成本。

本实施例提供的熔盐化盐储盐系统还可以包括温度探测器，温度探测器设置于罐体内，且与所述控制系统电连接。当温度探测器探测到罐体内的熔盐温度达到设定的温度且保持稳定时，表示罐体内的熔盐已基本熔化，即化盐工序已完成，此时通过控制系统控制喷淋系统5和加热装置4停止工作，减少不必要的电能消耗，降低化盐成本。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例中的输送管道3包括管道本体，管道本体的一端与化盐罐1的出液口连通，另一端与熔盐罐2的进液口连通，管道本体靠近化盐罐1的出液口的一端连接有空气压缩机31。

化盐罐1化盐结束之后，需要将化盐罐1内的液态高温熔盐通过输送管道3输送到熔盐罐2内，当熔盐输送系统紧急暂停或停止运行时，启动空气压缩机31，通过向管道本体内输入压缩空气，可以有效排除管道本体内的残留熔融盐，防止管道本体堵塞，从而保证熔盐化盐储盐系统连续、稳定、安全的运行，此外该管道本体还可以用于化盐罐1的快速清洗，化盐罐1清洗完成后，可以开启空气压缩机31，将清洗液通过管道本体快速排出。

管道本体内还设置有气动式调节阀32和开关阀33，其中开关阀33设置于管道本体与化盐罐1的出液口的连接处，当化盐罐1化盐时，关闭开关阀33，防止熔盐的固液混合物流进输送管道3内，造成管道本体堵塞；当化盐罐1停止运行时，开启开关阀33，将高温液态熔盐通过输送管道3输送至熔盐罐2。气动式调节阀32可以设置在靠近空气压缩机31的位置，可以根据实际需求调节管道内的气体流量。

管道本体可以为金属软管，由于液态熔盐温度较高，管道本体在输送熔盐前后的温差较大，金属软管具有较高的耐腐蚀性和耐高温性，可以有效防止管道本体损坏，延长管道本体的使用寿命；并且管道本体在工作过程中不可避免的会出现弯曲，而金属软管耐弯折，具有良好的伸缩性，可以保证液态熔盐在管道内输送顺畅。

管道本体外还可以设置有电伴热34，防止高温液态熔盐在输送过程中冷却凝固，堵塞管道。其中电伴热34通过伴热媒体散发一定的热量，通过直接或间接的热交换补充被伴热管道即管道本体1内的热量损失，以达到保温和防止凝固的目的；管道本体外还可以套设有加热管道，加热管道内通入高温蒸汽或高温液体加热管道本体，防止液态熔盐凝固。管道本体外还可以根据实际需要设置有保温层35，尤其在西北等高寒地带，保温层35可以为可拆卸的，具体根据实际需要安装或拆卸，可以防止高温液态熔盐在输送的过程中热量消耗，避免管道本体堵塞。本实施例提供的管道本体1的直径一般不小于100mm，液态熔盐的流量较大，在一定程度上也可以避免管道本体堵塞。

此外，电伴热34可以设置在整个管道本体的外部，也可以仅设置在管道本体靠近开关阀33的区域，防止此处温度过低，导致开关阀33堵塞，无法输送液态熔盐。

在此基础上，管道本体可以为多个，多个管道本体的端部通过紧固装置固定，从而调整管道本体的长度，以适应熔盐的长距离输送。紧固装置可以是与金属软管配套的金属软管接头，也可以通过法兰和垫片连接固定。

实施例3

当化盐罐1内的高温液态熔盐初次进入输送管道3或熔盐罐2时，由于高温液态熔盐与熔盐罐2的温差较大，瞬间热应力极易造成熔盐罐2破裂，即使为立即破裂也会使熔盐罐2的寿命降低，并且液态熔盐预冷凝固，堵塞输送管路。

基于上述问题，在实施例1和实施例2的基础上，本实施例提供的熔盐化盐储盐系统还包括热风系统6，热风系统6包括风机61以及与风机61连通的加热器62，风机61与加热器62分别通过风管与熔盐罐2连通，且形成循环回路。在化盐罐1内高温液态熔盐进入输送管路3及熔盐罐2之前，启动热风系统6，风机61将风送入加热器62内加热，之后通过风道送入熔盐罐2内，使风机61、加热器62、风道与熔盐罐2形成以循环热风通道，以达到对熔盐罐2预热的目的。其中加热器62可以为电加热器，也可以为太阳能加热器，只要能风加热以预热熔盐罐2即可。当熔盐罐2的温度达到预定值时，可以暂停热风系统6，也可以根据熔盐罐2内液态熔盐的温度要求，调节热风系统6的工作频率，为熔盐罐2内的液态熔盐补充热量。

现有技术中对熔盐罐2的预热，一般采用外部预热的方式，即在熔盐罐2外部另外设计和安装加热用的电加热装置4或蒸汽加热管道，这种加热方式由于在装置外部，在恶劣天气下的可靠性较低，并且加热效果不均匀，易导致熔盐罐2局部过热，加热耗能较高。另外，利用高温蒸汽对熔盐罐2预热会导致熔盐罐2内压力增大，降低了熔盐罐2的可靠性。

相对于现有技术，本实施例提供的热风系统6受恶劣天气的影响小，热风在熔盐化盐储盐系统内部循环预热，加热效果均匀，不会增加系统内部压力，保证熔盐罐2的可靠性；同时，还可以向熔盐罐2补充热量，维持高温液态熔盐温度稳定。

为防止熔盐罐2内的熔盐进入热风系统6，风道与熔盐罐2的连接口设置在熔盐罐2的上端，且连接口较小。

本实施例提供的热风系统6，可以预热熔盐罐2，解决液态熔盐在输送过程中遇冷凝固以及熔盐罐2冷热冲击破裂等问题，并且结构简单，安全性高，不会增大熔盐化盐储盐系统内部的压力，还可以为熔盐罐2补充热量，延长熔盐保温时间。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种熔盐化盐储盐系统，其特征在于，包括化盐罐(1)、熔盐罐(2)以及输送管道(3)，所述输送管道(3)的两端分别与所述化盐罐(1)的出液口以及熔盐罐(2)的进液口连通，所述熔盐罐(2)和所述化盐罐(1)两个罐体均设置有进料口(11)、加热装置(4)以及喷淋系统(5)，所述加热装置(4)设置于所述罐体内，所述喷淋系统(5)包括熔盐泵(51)和可向外喷淋的喷淋管(52)，所述喷淋管(52)设置于所述罐体内的上方区域，与所述熔盐泵(51)的输入端连接的管道伸入所述罐体的底部，与所述熔盐泵(51)的输出端连接的管道与所述喷淋管(52)连通。

2.如权利要求1所述的熔盐化盐储盐系统，其特征在于，所述喷淋管(52)上设置有朝向所述罐体的底部的喷淋孔(521)。

3.如权利要求2所述的熔盐化盐储盐系统，其特征在于，所述喷淋孔(521)的数量为多个，多个所述喷淋孔(521)均匀间隔分布于所述喷淋管(52)。

4.如权利要求1所述的熔盐化盐储盐系统，其特征在于，所述加热装置(4)为电加热装置(4)。

5.如权利要求1-4任一项所述的熔盐化盐储盐系统，其特征在于，所述输送管道(3)包括管道本体，所述管道本体的一端与所述化盐罐(1)的出液口连通，另一端与所述熔盐罐(2)的进液口连通，所述管道本体靠近所述化盐罐(1)的出液口的一端连接有空气压缩机(31)。

6.如权利要求5所述的熔盐化盐储盐系统，其特征在于，所述管道本体内设置有气动式调节阀(32)。

7.如权利要求5所述的熔盐化盐储盐系统，其特征在于，所述管道本体为金属软管。

8.如权利要求1-4任一项所述的熔盐化盐储盐系统，其特征在于，还包括热风系统(6)，所述热风系统(6)包括风机(61)以及与所述风机(61)连通的加热器(62)，所述风机(61)与所述加热器(62)分别通过风管与所述熔盐罐(2)连通，且形成循环回路。

9.如权利要求8所述的熔盐化盐储盐系统，其特征在于，所述加热器(62)为电加热器或太阳能加热器。

10.如权利要求1-4任一项所述的熔盐化盐储盐系统，其特征在于，还包括浮球液位计和控制系统，所述浮球液位计设置于所述熔盐罐(2)和/或所述化盐罐(1)内，所述控制系统分别与所述浮球液位计和所述熔盐泵(51)电连接。