CN215057943U - 一种制氨用固定焦点碟式聚光储热熔盐系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制氨用固定焦点碟式聚光储热熔盐系统，涉及可再生能源制氨技术领域。本实用新型包括冷熔盐罐和热熔盐罐；冷熔盐罐依次连接有输入管、若干顺次连接的集热器、第一回流管以及热熔盐罐，形成熔盐流动回路；低温熔盐从冷熔盐罐流出，经过集热器加热形成高温熔盐后，通过第一回流管进入热熔盐罐；热熔盐罐连接有三级换热装置；三级换热装置包括依次连接的预热器、蒸汽发生器以及过热器；过热器通过第二回流管与冷熔盐罐连接。本实用新型通过冷熔盐罐、集热器、热熔盐罐以及碟式聚光反射器的作用，解决了现有的碟式光热装置焦点一直在运动中，无法通过管道与蓄热系统联通进行蓄热，难以24小时连续供热的问题。

Description

一种制氨用固定焦点碟式聚光储热熔盐系统

技术领域

本实用新型属于可再生能源制氨技术领域，特别是涉及一种制氨用固定焦点碟式聚光储热熔盐系统。

背景技术

合成氨工艺目前多使用化石能源进行驱动，能源消耗较大，且造成环境污染。将太阳能光热技术与制氨工艺相结合，将对上述问题予以解决。太阳能光热技术目前主要有槽式聚光、碟式聚光和塔式聚光等形式，每个地方可以根据其特点因地制宜，从而减少工程成本。光热发电中往往需要用到熔盐。熔盐是盐的熔融态液体，形成熔融态的无机盐，其固态大部分为离子晶体，在高温下熔化后形成离子熔体。熔盐发电的基本原理是把太阳的热量收集起来，把能量转入盐中使其融化，盐的温度能达到几百摄氏度，再通过它传热，现有的碟式聚光系统因焦点不固定，无法使用熔盐进行蓄热，多为斯特林机组，直接发电，无法蓄能。

在整个发电装置中，会涉及到三个主要部分，一是太阳能的汇集，二是熔盐的存储，三是能量交换和转换。高温的液态盐循环流动，通过热量交换的循环将水变成水蒸气，再用蒸汽推动汽轮机，从而实现发电。相比于电化学储能，熔盐储能在可再生能源消纳、清洁能源取暖等方面，具有更多优势。现有碟式光热装置存在下列问题：焦点不固定，因焦点一直在运动中，无法通过管道与蓄热系统联通，无法蓄热，则无法做到24小时连续供热。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种制氨用固定焦点碟式聚光储热熔盐系统，通过冷熔盐罐、集热器、热熔盐罐以及碟式聚光反射器的作用，解决了现有的碟式光热装置焦点一直在运动中，无法通过管道与蓄热系统联通，无法蓄热，难以24小时连续供热的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型为一种制氨用固定焦点碟式聚光储热熔盐系统，包括冷熔盐罐和热熔盐罐；所述冷熔盐罐依次连接有输入管、若干顺次连接的集热器、第一回流管以及热熔盐罐，形成熔盐流动回路；所述低温熔盐从冷熔盐罐流出，经过集热器加热形成高温熔盐后，通过第一回流管进入热熔盐罐；所述热熔盐罐连接有三级换热装置；所述三级换热装置包括依次连接的预热器、蒸汽发生器以及过热器；所述过热器通过第二回流管与冷熔盐罐连接；所述预热器与水泵连接；所述水泵将水引入三级换热装置，并与流经三级换热装置的高温熔盐进行换热，形成高温蒸汽；所述过热器连接有高温管道，并将上述高温蒸汽送入汽轮机中，推动汽轮机进行旋转，以此带动与汽轮机相连的压缩机，压缩合成氨工艺过程中所需的氢气和氮气；高温蒸汽推动汽轮机做功后的蒸汽变成乏汽，输送至余热回收设备中进行制冷；每个所述集热器下方均设置有一碟式聚光反射器；相邻两所述集热器之间通过U形连接管连接。

进一步地，所述输入管上设置有热熔盐泵；所述第一回流管上设置有冷熔盐泵。

进一步地，所述集热器内底面固定有一吸热盘管；相邻两所述吸热盘管之间通过U形连接管连通。

进一步地，所述集热器为吸热材质，且所述集热器沿其底部涂有黑色吸热材料。

进一步地，所述U形连接管与第一回流管之间连接有排放管；所述排放管上设置有电动阀。

进一步地，所述第一回流管形成有2％-5％的坡度；所述热熔盐罐设于地下，且所述高温熔盐通过自身重力，沿第一回流管的坡度回流至热熔盐罐。

进一步地，所述输入管连接有氮气机组。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型通过水泵将水引入三级换热装置，并与流经三级换热装置的高温熔盐进行换热，形成高温蒸汽；通过过热器连接有高温管道，并将高温蒸汽接入汽轮机，带动压缩机压缩合成氨工艺过程中所需的氢气和氮气，从而提供制氨需要的高温和压缩机动力；本申请将光热技术与合成氨技术相结合，从而形成可再生能源制氨。

2、本实用新型通过集热器内底面固定有一吸热盘管，用于吸收碟式聚光反射器反射阳光形成的热量，从而加热流经吸热盘管内的熔盐；通过集热器为吸热材质，且所述集热器沿其底部涂有黑色吸热材料，用于提高集热器的吸热效果。

3、本实用新型通过排放管上设置有电动阀，白天整个系统工作时关闭电动阀，当太阳落下熔盐温度降低时，打开电动阀，通过排放管将温度较低的熔盐排放回收，节省材料，也避免低温熔盐造成管道堵塞。

4、本实用新型通过第一回流管形成有2％-5％的坡度；所述热熔盐罐设于地下，且所述高温熔盐通过自身重力，沿第一回流管的坡度回流至热熔盐罐，从而减少额外的动力设备抽取熔盐，减少能量的损耗。

5、本实用新型通过输入管连接有氮气机组，当太阳落山熔盐温度降低时，打开电动阀和氮气机组，一部分熔盐顺着输入管以及第一回流管回流，另一部分熔盐沿着电动阀以及第一回流管回流，避免熔盐温度过低凝结在各种管道内壁，造成管道报废，氮气机组用于辅助熔盐回流。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种制氨用固定焦点碟式聚光储热熔盐系统的结构示意图；

图2为碟式聚光反射器与集热器的结构示意图；

图3为吸热盘管的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-冷熔盐罐，2-集热器，3-热熔盐罐，4-碟式聚光反射器，5-吸热盘管，101-输入管，102-热熔盐泵，103-氮气机组，201-U形连接管，202-第一回流管，203-冷熔盐泵，204-排放管，205-电动阀，301-预热器，302-蒸汽发生器，303-过热器，304-高温管道，305-第二回流管，306-水泵，307-汽轮机，308-压缩机，309-余热回收设备。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3所示，本实用新型为一种制氨用固定焦点碟式聚光储热熔盐系统，包括冷熔盐罐1和热熔盐罐3；冷熔盐罐1依次连接有输入管101、若干顺次连接的集热器2、第一回流管202以及热熔盐罐3，形成熔盐流动回路；低温熔盐从冷熔盐罐1流出，经过集热器2加热形成高温熔盐后，通过第一回流管202进入热熔盐罐3；热熔盐罐3连接有三级换热装置；三级换热装置包括依次连接的预热器301、蒸汽发生器302以及过热器303；过热器303通过第二回流管305与冷熔盐罐1连接；预热器301与水泵306连接；水泵306将水引入三级换热装置，并与流经三级换热装置的高温熔盐进行换热，形成高温蒸汽；过热器303连接有高温管道304，并将上述高温蒸汽送入汽轮机307中，推动汽轮机307进行旋转，以此带动与汽轮机307相连的压缩机308，压缩合成氨工艺过程中所需的氢气和氮气；高温蒸汽推动汽轮机307做功后的变成乏汽，输送至余热回收设备309中进行制冷；每个集热器2下方均设置有一碟式聚光反射器4；相邻两集热器2之间通过U形连接管201连接。

优选的，如图1所示，输入管101上设置有热熔盐泵102；第一回流管202上设置有冷熔盐泵203。

优选的，如图1-3所示，集热器2内底面固定有一吸热盘管5，用于吸收碟式聚光反射器4反射阳光形成的热量，从而加热流经吸热盘管5内的熔盐；相邻两吸热盘管5之间通过U形连接管201连通。

优选的，如图1所示，集热器2为吸热材质，且集热器2沿其底部涂有黑色吸热材料，用于提高集热器2的吸热效果。

优选的，如图1所示，U形连接管201与第一回流管202之间连接有排放管204；排放管204上设置有电动阀205，白天整个系统工作时关闭电动阀205，当太阳落下熔盐温度降低时，打开电动阀205，通过排放管204将温度较低的熔盐排放回收，节省材料，也避免低温熔盐造成管道堵塞。

优选的，如图1所示，第一回流管202形成有2％-5％的坡度；热熔盐罐3设于地下，且高温熔盐通过自身重力，沿第一回流管202的坡度回流至热熔盐罐3，从而减少额外的动力设备抽取熔盐，减少能量的损耗。

优选的，如图1所示，输入管101连接有氮气机组103，当太阳落山熔盐温度降低时，打开电动阀205和氮气机组103，一部分熔盐顺着输入管101以及第一回流管202回流，另一部分熔盐沿着电动阀205以及第一回流管202回流，避免熔盐温度过低凝结在各种管道内壁，造成管道报废，氮气机组103用于辅助熔盐回流。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属熔盐储热技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种制氨用固定焦点碟式聚光储热熔盐系统，包括冷熔盐罐(1)和热熔盐罐(3)；其特征在于：

所述冷熔盐罐(1)依次连接有输入管(101)、若干顺次连接的集热器(2)、第一回流管(202)以及热熔盐罐(3)，形成熔盐流动回路；所述冷熔盐罐(1)流出低温熔盐，经过集热器(2)加热形成高温熔盐后，通过第一回流管(202)进入热熔盐罐(3)；

所述热熔盐罐(3)连接有三级换热装置；所述三级换热装置包括依次连接的预热器(301)、蒸汽发生器(302)以及过热器(303)；所述过热器(303)通过第二回流管(305)与冷熔盐罐(1)连接；

所述预热器(301)与水泵(306)连接；所述水泵(306)将水引入三级换热装置，并与流经三级换热装置的高温熔盐进行换热，形成高温蒸汽；所述过热器(303)连接有高温管道(304)，并将上述高温蒸汽送入汽轮机(307)中，推动汽轮机(307)进行旋转，以此带动与汽轮机(307)相连的压缩机(308)，压缩合成氨工艺过程中所需的氢气和氮气；所述高温蒸汽推动汽轮机(307)做功后变成乏汽，输送至余热回收设备(309)中进行制冷；

每个所述集热器(2)下方均设置有一碟式聚光反射器(4)；

相邻两所述集热器(2)之间通过U形连接管(201)连接。

2.根据权利要求1所述的一种制氨用固定焦点碟式聚光储热熔盐系统，其特征在于，所述输入管(101)上设置有热熔盐泵(102)；所述第一回流管(202)上设置有冷熔盐泵(203)。

3.根据权利要求1或2所述的一种制氨用固定焦点碟式聚光储热熔盐系统，其特征在于，所述集热器(2)内底面固定有一吸热盘管(5)；相邻两所述吸热盘管(5)之间通过U形连接管(201)连通。

4.根据权利要求3所述的一种制氨用固定焦点碟式聚光储热熔盐系统，其特征在于，所述集热器(2)为吸热材质，且所述集热器(2)沿其底部涂有黑色吸热材料。

5.根据权利要求1所述的一种制氨用固定焦点碟式聚光储热熔盐系统，其特征在于，所述U形连接管(201)与第一回流管(202)之间连接有排放管(204)；所述排放管(204)上设置有电动阀(205)。

6.根据权利要求1或5所述的一种制氨用固定焦点碟式聚光储热熔盐系统，其特征在于，所述第一回流管(202)形成有2％-5％的坡度；所述热熔盐罐(3)设于地下，且所述高温熔盐通过自身重力，沿第一回流管(202)的坡度回流至热熔盐罐(3)。

7.根据权利要求1或5所述的一种制氨用固定焦点碟式聚光储热熔盐系统，其特征在于，所述输入管(101)连接有氮气机组(103)。

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