CN208139235U - 新型热管蒸汽锅炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型热管蒸汽锅炉，由谷电加热蓄热系统、蒸汽发生循环系统和热管传热组构成，热管传热组的热端位于谷电加热蓄热系统内，冷端位于蒸汽发生循环系统内，所述谷电加热蓄热系统包括软化水管、水箱、给水泵、进水管、排污管、锅筒、蒸汽管道、外置汽水分离器、热水管道和热用户，蒸汽发生循环系统包括进料口、罐体、电加热装置、蓄热熔盐、外保温和放料口。本实用新型新型热管蒸汽锅炉，解决谷电蓄热装置现有技术存在传热系数小、蓄热效率低、不能产生高压蒸汽的技术难题和热管锅炉只能运用烟气加热而无法避免烟气腐蚀和冲刷的现状。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种新型热管蒸汽锅炉。
背景技术
根据国家发布的权威资料，截止至2016年底，我国发电机组装机容量已达16.4亿千瓦，居世界第一位，日常生产生活中每天不同时段的用电量是不一样的，白天用电高峰期的用电量称峰值，晚间低谷时的用电量称谷值，电力供应系统的发电和输电设备的配置都是按照峰值电量需求配置的，供电系统在实际运行过程中的用电低谷时段，产能会出现大量的剩余，目前电力还无法实现及时的赢储，大型的发电设备也无法实现适时的产能调整，这样就造成了产能的极大浪费，为了平衡不同时段的用电需求，电力计价实行分时段不同的计价方式，通过价格杠杆的作用，调整用电结构，使部分电力用户减少高峰时的用电，增加低谷时的用电，实现削峰填谷，缩小供电峰谷值的差距，提高供电系统的运行效率，降低成本，减少产能浪费。
电蓄能技术是目前解决电网峰谷差及环保问题的最为直接，现实和有效的手段，现有的蓄热技术主要有两种：固体氧化镁蓄热砖 + 空气与水换热器、电热锅炉 + 蓄热水箱，现有的蓄热技术有诸多无法推广之致命缺陷：对固体氧化镁蓄热砖 + 空气与水换热器来说，由于其是通过空气作为传热介质，冷空气进入蓄热砖内加热至 750℃左右，随后进入气水换热器放热的原理来进行设计并运行的，空气的换热系数是很小的，因此其最适合产生85℃以下的热水用于供暖，而如果要产生蒸汽，其蒸汽压力往往很低且设备巨大，而不能产生蒸汽用于工业生产，同时，由于固体氧化镁蓄热砖的生产是高污染行业，从严格意义来说其并不能算作节能产品；对电热锅炉 + 蓄热水箱来说，由于水的储存温度较低，常压下其最佳温度为 90℃以下，温度较高时其压力极大，危险性过大，因此，其同体积的蓄热能力有限，为了提高其蓄热能力，往往需要把蓄热水箱做的很大，占地面积较大，同时，它也只能产生85℃以下的热水用于供暖，而不能产生蒸汽用于工业生产。
热管锅炉由于运用了热管技术，具有传热强度高、水循环稳定、负荷适应强、密封性好、气侧流动阻力小、使用寿命长等优点，目前常见的热管锅炉均采用高温烟气作为热源，不可避免烟气腐蚀和烟气冲刷造成的破坏。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种解决了谷电蓄热装置现有技术存在传热系数小、蓄热效率低、不能产生高压蒸汽的技术难题和热管锅炉只能运用烟气加热而无法避免烟气腐蚀和冲刷的现状的新型热管蒸汽锅炉。
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种新型热管蒸汽锅炉，由谷电加热蓄热系统、蒸汽发生循环系统和热管传热组构成，热管传热组的热端位于谷电加热蓄热系统内，冷端位于蒸汽发生循环系统内，所述谷电加热蓄热系统包括软化水管、水箱、给水泵、进水管、排污管、锅筒、蒸汽管道、外置汽水分离器、热水管道和热用户，软化水管与水箱连接，水箱通过给水泵和进水管与锅筒连接，排污管与锅筒连接，外置汽水分离器连接在锅筒顶部，外置汽水分离器的一端与蒸汽管道连接，另一端通过热水管道与热用户和水箱连接，蒸汽发生循环系统包括进料口、罐体、电加热装置、蓄热熔盐、外保温和放料口，电加热装置和蓄热熔盐设置在罐体内，外保温设置在罐体外，进料口和放料口分别设置在罐体的上下两端。
所述锅筒上安装有水位计、压力表和安全阀。
所述罐体上安装有温度表。
所述蓄热熔盐由硝酸钾、亚硝酸钠和硝酸钠混合组成。
所述硝酸钾质量含量为53%，亚硝酸钠质量含量为40%，硝酸钠质量含量为7%。
所述热管传热组采用高温重力热管，带有鳍片，内部工质为钠。
本实用新型一种新型热管蒸汽锅炉，传统意义上的热管锅炉是通过燃烧获取能量，燃烧效率低、污染大，采用谷电加热熔盐蓄热提供热源的方式代替有机物燃烧，经济、高效、环保，实现了真正意义上的零燃烧无污染；现有的谷电蓄热装置只能生产热水和热风，目前为止还没有能生产蒸汽的谷电蓄热装置，该实用新型解决了这一技术难题；本实用新型消纳谷电，避免浪费能源的现在，有利于电网负荷稳定；利用热管进行换热，效率高，避免了熔盐和水直接换热容易引起的腐蚀和泄露危险，并能有效地预防熔盐在罐体内发生冻堵；熔盐蓄热换热均发生在一个罐体内，通过搅拌器加强换热效果，避免了熔盐蓄热装置常用的高低温双罐模式，大大降低了制造成本，减少了熔盐泵和管道的投入，杜绝了发生管道堵塞的风险；本实用新型装置采用热管技术作为传热装置，摆脱了必须采用空气作为传热流体的依赖，从而实现了蓄热介质与蒸汽的高效换热，传热系数和和系统热效率提高至最佳，减少了现有技术的空气与水换热器，减少了设备数量，同时也减少了系统热损失，其换热效果更佳，热效率可提高至 98% 以上，通过采用熔盐储罐替换了庞大的蓄热水箱，其蓄热温度可由现在的 90℃以下（水箱蓄热）提高至 450℃至 500℃，且单位体积的熔盐与同体积的水相比，其蓄热能力更高，因此，大大减少了设备体积，同时也减少了设备损失，社会效益与经济效益更佳；本实用新型为需要蒸汽进行生产和生活的用户提供一种高效、环保、节能、经济的谷电熔盐蓄热热管蒸汽锅炉。
附图说明
图1是本实用新型一种新型热管蒸汽锅炉的结构示意图。
图中：1、软化水管；2、水箱；3、给水泵；4、进水管；5、排污管；6、锅筒；7、水位计；8、压力表；9、安全阀；10、蒸汽管道；11、外置汽水分离器；12、热水管道；13、热用户；14、温度表；15、进料口；16、罐体；17、电加热装置；18、蓄热熔盐；19、热管传热组；20、外保温；21、放料口。
具体实施方式
如图1所示，新型热管蒸汽锅炉，由谷电加热蓄热系统、蒸汽发生循环系统和热管传热组构成，热管传热组的热端位于谷电加热蓄热系统内，冷端位于蒸汽发生循环系统内，所述谷电加热蓄热系统包括软化水管、水箱、给水泵、进水管、排污管、锅筒、水位计、压力表、安全阀、蒸汽管道、外置汽水分离器、热水管道和热用户，软化水管与水箱连接，水箱通过给水泵和进水管与锅筒连接，排污管与锅筒连接，水位计、压力表和安全阀安装在锅筒上，外置汽水分离器连接在锅筒顶部，外置汽水分离器的一端与蒸汽管道连接，另一端通过热水管道与热用户和水箱连接，蒸汽发生循环系统包括温度计、进料口、罐体、电加热装置、蓄热熔盐、外保温和放料口，温度计安装在罐体上，电加热装置和蓄热熔盐设置在罐体内，外保温设置在罐体外，进料口和放料口分别设置在罐体的上下两端，本实用新型新型热管蒸汽锅炉的工作原理是：当夜间电网电价进入谷电时段时，我们将价格低廉的低谷电引入到熔盐蓄热单元，通过电热元件对熔盐进行加热蓄热，电热元件通过自控装置实现全自动运行，加热直至达到设定的蓄热终了状态时停止，或至早上峰谷时段自动切断蓄热。蓄热后的熔盐温度可以高达 500℃左右（该温度用户也可自行设定），热管的冷端置于熔盐蓄热单元内，热端置于蒸汽发生装置内，热管内部的金属钠经固气两相变化，不断将熔盐蓄热单元内的热量传导至蒸汽发生装置。净水处理设施处理过的软化水注入到蒸汽发生装置与热管热端进行热交换完成热量传递，软化水吸热热量后变成用户设定的饱和蒸汽送往工艺装置。储存的热能逐渐释放出来，替代了用户在电网高峰时段使用高价电力，达到了节约用户电费和转移高峰电力、开发低谷用电的双重功效，热管的热量转化效率是以水或风为能量传递介质的数十倍，极大地提高了转化效率，克服了谷电蓄热装置只能生产热水或低压蒸汽的缺点，该实用新型设计是一种优化资源配置和保护生态环境的节能环保设备，谷电熔盐蓄热热管蒸汽锅炉还可以具有如下功能：如果用户本次能源利用较少，储存的热量当日峰谷期间没有用完，是可以继续储存的，晚间低谷时段蓄热时间也同时减少了，其蓄热放热过程是全自动无人值守的。
实施例一，以辽宁某地为例，当地谷电时间为22：00至次日6:00.谷电时间内启动熔盐加热系统，将电价低廉的低谷电引入到电加热装置17，电加热装置17将谷电转化为热能通过蓄热熔盐储存起来，谷电加热蓄热系统外侧由超细玻璃棉作为外保温13包裹住装有蓄热熔盐18的罐体16，通过进料口15和放料口21进行蓄热熔盐的补充更换，电加热装置17加蓄热熔盐18升温至500摄氏度左右，通过温度表14可以知道罐体16内的实时温度，热管传热组19的热端位于谷电加热蓄热系统内，提取存储于蓄热熔盐18中的热量，通过热管中金属钠经固气两相变化将热能源源不断的通过热管冷端传递至蒸汽发生及循环系统内，在锅筒6内源源不断的加热介质水以产生生产生活所需的蒸汽和回流热水，蒸汽发生及循环系统中软化水通过软化水管道1进入水箱2蓄水，给水泵3将水箱2中的水通过进水管4注入锅筒6内，锅筒6中的水接受由热管传热组传递过来的热量，产生源源不断的蒸汽，锅筒6配有压力表8，安全阀9和水位计7 等安全附件，锅筒6通过排污管5进行定期排污，湿蒸汽由锅筒6顶部进入外置汽水分离器11进行分离，蒸汽经过蒸汽管道10输送至所需场所，蒸汽经冷凝后回收至水箱2中，经外置汽水分离器11分离出来的高温热水经由热水管道12输送至热水用户13，热水经过利用后进一步降温，最后重新进入水箱2，进而完成循环。
Claims (4)
1.一种新型热管蒸汽锅炉，其特征在于：由谷电加热蓄热系统、蒸汽发生循环系统和热管传热组构成，热管传热组的热端位于谷电加热蓄热系统内，冷端位于蒸汽发生循环系统内，所述谷电加热蓄热系统包括软化水管、水箱、给水泵、进水管、排污管、锅筒、蒸汽管道、外置汽水分离器、热水管道和热用户，软化水管与水箱连接，水箱通过给水泵和进水管与锅筒连接，排污管与锅筒连接，外置汽水分离器连接在锅筒顶部，外置汽水分离器的一端与蒸汽管道连接，另一端通过热水管道与热用户和水箱连接，蒸汽发生循环系统包括进料口、罐体、电加热装置、蓄热熔盐、外保温和放料口，电加热装置和蓄热熔盐设置在罐体内，外保温设置在罐体外，进料口和放料口分别设置在罐体的上下两端。
2.根据权利要求1所述的一种新型热管蒸汽锅炉，其特征在于：所述锅筒上安装有水位计、压力表和安全阀。
3.根据权利要求1所述的一种新型热管蒸汽锅炉，其特征在于：所述罐体上安装有温度表。
4.根据权利要求1所述的一种新型热管蒸汽锅炉，其特征在于：所述热管传热组采用高温重力热管，带有鳍片，内部工质为钠。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114216109A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-22 | 台州础能环境科技有限公司 | 一种通过热管传热的熔盐蒸汽发生器 |
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2018
- 2018-03-22 CN CN201820391282.6U patent/CN208139235U/zh active Active
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