CN207894056U - 一种熔盐储换热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种熔盐储换热系统，包括熔盐换热系统、热盐罐、冷盐罐、疏盐罐以及用于互相连通的若干管道，热盐罐与熔盐换热系统通过熔盐换热系统入口管道连接，熔盐换热系统与冷盐罐通过熔盐换热系统出口管道连接，疏盐罐连接在调温冷盐管道的一端，调温冷盐管道的另一端与熔盐换热系统入口管道连接，疏盐罐还与疏盐罐入口管道的一端连接，疏盐罐入口管道的另一端与熔盐换热系统出口管道连接；以解决现有技术中因熔盐换热系启动时热盐温度过高对设备造成冲击，从而降低设备的寿命，增加故障频率的问题；以及从冷盐罐中提取冷盐需在冷盐罐上进行开大孔而降低设备的可靠性，设置长轴泵造成的成本增加的问题。

Description

一种熔盐储换热系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能热发电领域，特别涉及一种用于太阳能热发电厂的熔盐储换热系统。

背景技术

太阳能高温热发电技术是太阳能规模利用的一个重要方向，对人类解决化石能源危机、空气污染等问题具有深远的意义。太阳能高温热发电采用的工质有水(水蒸汽)、熔盐、空气、导热油、液态金属和其他导热介质等。其中，由于太阳光照的波动性及不连续性，太阳能光热发电系统中必须有大规模储热系统才能连续稳定发电。熔盐有使用温度高、温度范围宽、流动特性好、热容量大等特性，作为储热工质应用到储热系统中正好可以弥补太阳光照不稳定的问题，是目前应用最为广泛的太阳能储热工质。

众所周知，太阳能具有间歇性，这种间歇性主要体现在白天与夜间光照的区别、晴天与多云天光照的区别、晴天与阴雨天光照的区别等。采用熔盐储热，可以避免多云天，阴雨天等光资源波动的影响，然而对于夜间长时间的无光照，必须配备足够的熔盐储热，才能满足夜间持续且稳定的电力输出。然而，夜间，尤其是下半夜，是整个电网用电需求较小的时候，很多太阳能高温热电厂往往选择在夜间用电负荷低的时候，停止电厂发电。这就会造成太阳能热发电站的频繁启停问题。

太阳能热发电站在初次启动以及开机启动前，换热系统通常处于冷态或者保温态，换热系统中的设备温度较低，此时如果直接将热盐罐中的高温熔盐，通过熔盐泵的作用，直接泵入换热系统中，则可能造成换热系统热力设备承受巨大的温度应力，轻则造成设备使用寿命降低，重则造成设备故障，电厂停机，造成严重经济损失。

太阳能热发电站对于系统启动，通常在冷盐罐上加设调温泵，且另加设调温泵至熔盐换热系统入口之间的连接管道，这种做法需在熔盐储罐上大开孔，熔盐储罐本身为立式圆筒形薄壁结构，在口径设备上大开孔往往造成设备故障率高，设备使用寿命降低等问题。另外，熔盐泵由于电机无法耐受熔盐的高温，通常采用立式长轴泵作为增压设备，在冷盐罐上加设调温泵，无疑增加设备成本，降低设备的可靠性等问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种熔盐储换热系统，以解决现有技术中因熔盐换热系启动时热盐温度过高对设备造成冲击，从而降低设备的寿命，增加故障频率的问题；以及从冷盐罐中提取冷盐需在冷盐罐上进行开大孔设置长轴泵造成的设备可靠性降低，成本增加的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供以下技术方案：

一种熔盐储换热系统，包括熔盐换热系统、热盐罐、冷盐罐、疏盐罐以及用于互相连通的若干管道，所述热盐罐与所述熔盐换热系统通过熔盐换热系统入口管道连接，所述熔盐换热系统与所述冷盐罐通过熔盐换热系统出口管道连接，所述疏盐罐连接在所述调温冷盐管道的一端，所述调温冷盐管道的另一端与所述熔盐换热系统入口管道连接，所述疏盐罐还与疏盐罐入口管道的一端连接，所述疏盐罐入口管道的另一端与所述熔盐换热系统出口管道连接；所述疏盐罐内的低温熔盐疏盐泵的作用下，通过所述调温冷盐管道进入熔盐换热系统入口管道，在进入熔盐换热系统前调节统入口盐温。本方案通过利用设备中原本就有的疏盐罐存储一定量的冷盐，在设备启动时通过疏盐罐上的疏盐泵将疏盐罐中的冷盐与热盐罐中的热盐调和温度，从而实现熔盐换热系统入口盐温的调节，保证合适的换热系统熔盐入口温度，降低换热系统热力设备的温度应力，提高设备的使用寿命；且本调温方案不必从冷盐罐提取温度较低的冷盐，从而避免在冷盐罐上开孔、增加调温泵，使冷盐罐的可靠性得到保证，同时节省了资源。

优选的，所述熔盐换热系统出口管道上设置有用于控制熔盐流量和方向的流量调节装置，所述疏盐罐入口管道的一端与所述流量调节装置连接；所述流量调节装置为三通调节阀或多个两通调节阀配合使用，所述调节阀用于控制熔盐的流量和方向，在疏盐罐中添加下次启动时所需的低温熔盐，所述的调节阀优选为三通调节阀，当然，采用多个两通调节阀配合使用也能达到预期的效果。

所述热盐罐上设置有热盐泵，其作用为将热盐罐中的熔盐泵入熔盐换热系统中；所述疏盐罐上设置有疏盐泵，用于将疏盐罐中的低温熔盐泵至熔盐换热系统入口处进行温度调和。

优选的，所述疏盐罐所在位置低于所述换热系统所在位置，以使自所述换热系统出口处流出的熔盐能够利用自身重力通过疏盐罐入口管道流入所述疏盐罐内。

本实用新型通过采用上述技术方案，使其具有以下有益效果：

本实用新型专利利用调温冷盐管道，一端连接疏盐罐，另一端连接熔盐换热系统，通过疏盐泵的增压作用，将位于疏盐罐中的低温熔盐泵入熔盐换热系统入口管道，在入口管道内同来自热盐罐的高温熔盐混合，从而实现对熔盐换热系统入口盐温的调节，保证合适的换热系统熔盐入口温度，从而降低换热系统中热力设备的温度应力，提高设备的使用寿命。

通过在疏盐罐上设置疏盐泵，疏盐泵可以采用短轴的立式熔盐泵，从而不需要在冷盐罐上架设调温泵，避免因采用长轴泵带来的设备振动和设备大开孔问题，提高设备的可靠性、延长设备的使用寿命，并显著降低设备的成本。

通过在疏盐罐上设置疏盐泵，疏盐罐采用小体积卧式盐罐，避免采用调温泵造成的不可用盐量增多等问题。如采用冷盐罐上架设调温泵方案，调温泵采用立式长轴泵，长轴泵的安装和使用必须保证一定的吸入液位，由于冷盐罐和热盐罐都负责着整个系统熔盐的贮存，冷盐罐与热盐罐往往都是直径非常大的立式薄壁容器，长轴泵必要的吸入液位和大口径的冷盐罐组合，对于熔盐的需求量往往更大，而如果采用疏盐泵和疏盐罐的组合方案，疏盐罐由于负责紧急疏盐作用，不需要大体积，其不可用盐量远小于调温泵的盐量需求，熔盐采购成本有所降低。

附图说明

图1为本实用新型设备连接示意图；

标号说明

1‐热盐罐；2‐热盐泵；3‐熔盐换热系统入口管道；4‐熔盐换热系统；5‐第一出口管道；6‐流量调节装置；7‐第二出口管道；8‐冷盐罐；9‐疏盐罐入口管道；10‐疏盐罐；11‐疏盐泵；12‐调温冷盐管道

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种熔盐储换热系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

参照图1，本实用新型一种熔盐储换热系统，包括熔盐换热系统4、用于存放温度较高熔盐的热盐罐1、用于存放温度较低熔盐的冷盐罐8、用于临时存放熔盐的疏盐罐10以及用于互相连通的若干管道，热盐罐1与熔盐换热系统4通过熔盐换热系统入口管道3连接，熔盐换热系统4与冷盐罐8通过熔盐换热系统出口管道连接，疏盐罐10连接在调温冷盐管道12的一端，调温冷盐管道12的另一端与熔盐换热系统入口管道3连接，疏盐罐10还与疏盐罐入口管道9的一端连接，疏盐罐入口管道9的另一端与熔盐换热系统出口管道连接；当设备启动时，需要用温度较低的熔盐与热盐罐中的熔盐中和调温，疏盐罐10内存有低温熔盐，低温熔盐在疏盐泵的作用下，通过调温冷盐管道12进入熔盐换热系统入口管道3，在进入熔盐换热系统4前调节统进口盐温，从而实现熔盐换热系统入口盐温的调节，保证合适的换热系统熔盐入口温度，降低换热系统热力设备的温度应力，提高设备的使用寿命。

进一步的，在熔盐换热系统出口管道上设置有用于控制熔盐流量和方向的流量调节装置6，该调节装置将熔盐换热系统出口管道分成两部分，其中，连接熔盐换热系统的一段为第一出口管道5，连接冷盐罐的一段为第二出口管道7，该流量调节装置6为三通调节阀，疏盐罐入口管道9连接在该三通调节阀的一个输出口，该调节阀用于控制熔盐的流量和方向，在疏盐罐中添加下次启动时所需的低温熔盐；当然，三通调节阀也可以和多个两通调节阀配合使用，本调温方案不必从冷盐罐提取温度较低的冷盐，从而避免在冷盐罐上开孔、增加调温泵，使冷盐罐的可靠性得到保证，同时节省了资源。另外，在优选实施方案中，所述疏盐罐10所在位置低于所述熔盐换热系统4所在位置，以使自所述熔盐换热系统4出口处流出的熔盐能够利用自身重力通过疏盐罐10入口管道流入所述疏盐罐10内。从而节省厂用电量。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种熔盐储换热系统，包括熔盐换热系统、热盐罐、冷盐罐、疏盐罐以及用于互相连通的若干管道，其特征在于，所述热盐罐与所述熔盐换热系统通过熔盐换热系统入口管道连接，所述熔盐换热系统与所述冷盐罐通过熔盐换热系统出口管道连接，所述疏盐罐与调温冷盐管道的一端连接，所述调温冷盐管道的另一端与所述熔盐换热系统入口管道连接，所述疏盐罐还与疏盐罐入口管道的一端连接，所述疏盐罐入口管道的另一端与所述熔盐换热系统出口管道连接；所述热盐罐上设置有热盐泵，所述疏盐罐上设置有疏盐泵；

其中，所述疏盐罐内的低温熔盐在疏盐泵的作用下，通过所述调温冷盐管道进入熔盐换热系统入口管道，用于调节熔盐换热系统的入口盐温。

2.根据权利要求1所述的一种熔盐储换热系统，其特征在于，所述熔盐换热系统出口管道上设置有流量调节装置，所述流量调节装置用于控制熔盐流量和方向，所述疏盐罐入口管道的一端与所述流量调节装置连接。

3.根据权利要求2所述的一种熔盐储换热系统，其特征在于，所述流量调节装置为三通调节阀或多个两通调节阀配合使用。

4.根据权利要求1所述的一种熔盐储换热系统，其特征在于，所述疏盐罐所在位置低于所述熔盐换热系统所在位置，以使自所述熔盐换热系统出口处流出的熔盐能够利用自身重力通过疏盐罐入口管道流入所述疏盐罐内。