CN216862479U - 一种用于大规模熔盐储能的储罐 - Google Patents

Abstract

一种用于大规模熔盐储能的储罐，涉及熔盐储能技术领域。为解决现有的熔盐储存罐由于熔盐凝固点温度高，熔盐储热双罐运行时，液位将会上下变化，最低时接近罐体底部，因而需要熔盐泵泵轴较长，伸入到液面之下，由于泵轴无法做的过长，限制了罐体无法太高的问题。采用热盐密度低在上部，冷盐密度高在下部，中间有一温度梯度层即斜温层技术，通过布盐器及管道系统，储热时热盐经过热盐管道系统由热平板式布盐器进入罐体，冷盐由冷盐泵抽出罐体，斜温层逐渐下移，当达到冷平板式布盐器附近时，储热过程结束；放热时热盐由热盐泵抽出罐体，冷盐经过冷盐管道系统由冷平板式布盐器进入罐体，斜温层逐渐上移。本实用新型适用于高温熔盐储能技术领域。

Description

一种用于大规模熔盐储能的储罐

技术领域

本实用新型涉及熔盐存储技术领域，具体涉及一种用于大规模熔盐储能的储罐。

背景技术

储能系统是解决风能、太阳能等存在的不连续问题，实现电网移峰填谷，促进清洁能源消纳的有效手段，对于实现“双碳”目标具有积极意义。目前常见的储能方式有电化学储能、抽水蓄能、压缩空气储能、熔盐储能及飞轮储能等，其中可以实现大规模存储的仅有抽水蓄能及压缩空气储能，但二者又受地理、季节等条件限制，无法大范围应用。高温熔盐储热是光热发电系统中经常采用的技术方案，也是目前储存高品位热能的较为成熟的方案，具有存储温度高、技术可靠性高、工程化程度高、适用范围广等优点。采用冷热两个盐罐进行熔盐储能是国内外经常采用的技术，但受制于熔盐凝固点温度较高的特点，为避免熔盐长期处于环境温度散热而发生凝固，熔盐泵只能采用安装于罐顶部的液下泵，泵轴长度有限造成了熔盐罐高度受限，进而限制了熔盐罐的总体积。此外，考虑熔盐目前的价格较为昂贵，一味通过增加直径来增加罐体容积的方法一方面造成了罐体投资的增加，另一方面造成了为维持最低液位而需要的熔盐量的增加，成本大量增加。以上问题的存在，使得采用熔盐进行大规模储能受到了限制。

实用新型内容

本实用新型为解决现有的熔盐储能的储罐由于熔盐凝固点温度高，为避免泵中熔盐凝结将泵布置于罐顶部，熔盐储热双罐运行时，液位将会上下变化，最低时接近罐体底部，因而需要熔盐泵泵轴较长，伸入到液面之下，由于泵轴无法做的过长，限制了罐体无法太高，导致罐体的体积较小，从而导致容积较小的问题，以及其他单罐方案，需额外设置熔盐槽及其连接管道和伴热装置，增加了故障点，系统复杂可靠性差的问题，而提出一种用于大规模熔盐储能的储罐。

本实用新型的一种用于大规模熔盐储能的储罐，其组成包括罐体、热盐泵、热盐管道系统、热平板式布盐器、冷盐泵、冷盐管道系统、冷平板式布盐器、电加热器、冷布盐器支撑单元；

罐体的罐顶为球冠形拱顶，罐体的罐顶上设有压力仪表、液位仪表、温度仪表、安全泄放单元以及热盐泵、热盐管道系统、冷盐泵和冷盐管道系统，且热盐泵靠近罐壁布置，其入口设置在罐体的内部接近液面位置，热盐管道系统设置在罐顶中心位置，出口与热平板式布盐器相连，冷盐泵靠近罐壁布置，其冷盐吸入管入口设置在罐体内部接近罐底位置，冷盐管道系统靠近罐壁布置，出口与位于罐体中心靠近罐底的冷平板式布盐器相连，冷平板式布盐器的底部设有冷布盐器支撑单元，罐体的内部靠近罐底沿圆周方向设有若干电加热器；

进一步的，所述的热盐泵包括热盐吸入管、热盐泵头和热盐泵动力装置，热盐泵动力装置与热盐泵头的一端连接，热盐泵头靠近液面布置，因而热盐泵的泵轴无需很长，热盐泵头的另一端与热盐吸入管的顶部连接，热盐吸入管的入口靠近液面；

进一步的，所述的热盐管道系统包括热盐管、径向限位装置和支撑拉杆，热盐管的底部设有径向限位装置，且径向限位装置沿圆周外表面均匀的设有若干支撑拉杆，每个支撑拉杆的顶端与罐体内部罐顶钢结构支撑固定连接，热盐管的顶部穿过罐体顶部的外壁，实现了热盐管可以通过径向限位装置沿竖直方向自由滑动而不发生径向晃动；

进一步的，所述的冷盐泵包括冷盐泵动力装置、冷盐泵头、膨胀吸收结构、冷盐吸入管、冷盐吸入管保温装置、吸入管保温护管、保温膨胀装置和吸入管径向限位装置；

冷盐泵动力装置与冷盐泵头的一端连接，冷盐泵头布置在靠近液面位置，因而冷盐泵得泵轴无需很长，冷盐泵头的另一端与膨胀吸收结构的一端连接，膨胀吸收结构的另一端与冷盐吸入管的一端连接，冷盐吸入管的入口靠近罐底布置，冷盐吸入管外部设有冷盐吸入管保温装置，实现隔绝管内与罐内温度场相互影响，冷盐吸入管保温装置外部设有吸入管保温护管，在其上设有若干保温膨胀装置，用以吸收冷盐吸入管和吸入管保温护管因温差产生的相对位移，冷盐吸入管的外表面沿高度方向设有若干吸入管径向限位装置，保证冷盐吸入管可以沿竖直方向自由移动而不发生相对罐体的水平方向的晃动；

进一步的，所述的冷盐管道系统包括冷盐管、冷盐管保温棉、冷盐管保温护管、冷盐管道保温膨胀节和冷盐管径向限位装置；

冷盐管的外部设有冷盐管保温装置，实现隔绝管内与罐内温度场相互影响，冷盐管保温装置外部设有冷盐管保温护管，在其上从上到下依次设有若干冷盐管道保温膨胀节，用以吸收冷盐管和冷盐管保温护管因温差产生的热位移，冷盐管外表面设有冷盐管径向限位装置，保证冷盐管可以沿竖直方向自由移动而不发生相对罐体的水平方向的晃动；

进一步的，所述的热平板式布盐器包括热盐连接法兰、直管、热盐扩展筒、热盐上平板、热盐分布支撑板、热盐下平板、热盐斜支撑板、热盐导流锥和热盐破碎网；

热盐上平板的下表面与热盐分布支撑板的上表面固定连接，热盐分布支撑板的下表面与热盐下平板的上表面固定连接，热盐下平板的下表面中部设有一个盲孔，且盲孔的内部设有热盐导流锥，热盐上平板的上表面的中部设有通孔，且通孔的上部设有热盐扩展筒，热盐扩展筒的顶端与直管底端连接，直管的顶端设有热盐连接法兰，直管外壁与热盐上平板上表面之间设有多个热盐斜支撑板，直管的内部嵌设有热盐破碎网；

进一步的，所述的热盐上平板的上表面与横向水平线之间成a°夹角，2≤a≤6；所述的热盐下平板的下表面与横向水平线之间成b°夹角，10≤b≤30；

进一步的，所述的冷平板式布盐器包括冷盐连接法兰、冷盐扩展筒、冷盐上平板、冷盐分布支撑板、冷盐下平板、冷盐斜支撑板、冷盐导流锥、支撑肋、支撑板和冷盐破碎网；

冷盐上平板的下表面与冷盐分布支撑板的上表面连接，冷盐分布支撑板的下表面与冷盐下平板的上表面连接，冷盐下平板的下表面的中部设有盲孔，且盲孔内部设有冷盐导流锥，冷盐下平板的下表面设有支撑板，冷盐下平板的下表面与支撑板上表面之间设有多个支撑肋，冷盐上平板的上表面中部设有通孔，且该通孔顶部设有冷盐扩展筒，冷盐扩展筒的顶部设有冷盐连接法兰，冷盐扩展筒外壁与冷盐上平板的上表面之间沿圆周方向均匀的设有多个冷盐斜支撑板，冷盐扩展筒的内部嵌设有冷盐破碎网；

进一步的，所述的冷盐上平板的上表面与横向水平线之间成c°夹角，10≤c≤30，冷盐下平板的下表面与横向水平线之间成d°夹角，2≤d≤6；

进一步的，所述的冷布盐器支撑单元包括水平支撑型钢、滚轮和下水平支撑型钢；水平支撑型钢和下水平支撑型钢平行设置，水平支撑型钢和下水平支撑型钢之间中部设有滚轮，下水平支撑型钢的下表面与罐体内部底面焊接固定，水平支撑型钢与支撑板的下表面焊接固定；

所述的电加热器包括保护套管和电加热器本体，电加热器本体的外表面套设有保护套管，且保护套管的外表面与罐体的罐壁焊接固定且靠近罐底；

进一步的，运行时，热盐密度低在上部，冷盐密度高在下部，中间有一温度梯度层斜温层，通过布盐器及管道系统，储热时热盐经过热盐管道系统由热平板式布盐器进入罐体，冷盐由冷盐泵抽出罐体，斜温层逐渐下移，当达到冷平板式布盐器附近时，储热过程结束；放热时热盐由热盐泵抽出罐体，冷盐经过冷盐管道系统由冷平板式布盐器进入罐体，斜温层逐渐上移，当达到热平板布盐器附近时，放热过程结束。整个储放热过程，罐内盐的液位变化较小，均维持在靠近罐顶附近，实现了一个储罐同时存储冷热熔盐的功能，与原来需要冷热双罐相比，不仅节省了罐体材料成本及制造安装成本，而且节省了配套的电加热系统、仪表等的投资，且减少了故障点，整个系统的可靠性更高。由于冷热熔盐泵的泵头只需靠近液面布置即能满足需求，因而熔盐泵泵轴无需很长，降低了熔盐泵成本，提高了熔盐泵的可靠性，同时由于不受泵轴长度的限制，罐体高度不再受到限制，可以实现更大容积的熔盐存储，进行大规模熔盐储能。罐体形状变为细长型结构，更为经济合理。由于冷盐在下方，温度低，对基础的要求也降低了。此外，相对于其他单罐方案，无需设置熔盐槽及其连接管道和伴热装置，减少了故障点，系统更加简单，可靠性高。通过内部的隔热装置及膨胀吸收结构，避免了管内与罐内温度场的相互干扰，以及因为温差产生热位移受限带来的应力集中现象，保证整个设备能够安全稳定的运行。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型克服了现有技术的缺点，采用热盐密度低在上部，冷盐密度高在下部，中间有一温度梯度层斜温层，通过布盐器及管道系统，储热时热盐经过热盐管道系统由热平板式布盐器进入罐体，冷盐由冷盐泵抽出罐体，斜温层逐渐下移，当达到冷平板式布盐器附近时，储热过程结束；放热时热盐由热盐泵抽出罐体，冷盐经过冷盐管道系统由冷平板式布盐器进入罐体，斜温层逐渐上移，当达到热平板布盐器附近时，放热过程结束。整个储放热过程，罐内盐的液位变化较小，均维持在靠近罐顶附近，实现了一个储罐同时存储冷热熔盐的功能，与原来需要冷热双罐相比，不仅节省了罐体材料成本及制造安装成本，而且节省了配套的电加热系统、仪表等的投资，且减少了故障点，整个系统的可靠性更高；由于冷热熔盐泵的泵头只需靠近液面布置即能满足需求，因而熔盐泵泵轴无需很长，降低了熔盐泵成本，提高了熔盐泵的可靠性，同时由于不受泵轴长度的限制，罐体高度不再受到限制，可以实现更大容积的熔盐存储，进行大规模熔盐储能；罐体形状变为细长型结构，更为经济合理。由于冷盐在下方，温度低，对基础的要求也降低了。此外，相对于其他单罐方案，无需设置熔盐槽及其连接管道和伴热装置，减少了故障点，系统更加简单，可靠性高。通过内部的隔热装置及膨胀吸收结构，避免了管内与罐内温度场的相互干扰，以及因为温差产生热位移受限带来的应力集中现象，保证整个设备能够安全稳定的运行。

附图说明

图1是本实用新型所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐的主剖视图；

图2是本实用新型所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐中罐体的主剖视图；

图3是本实用新型所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐中热盐泵的主视图；

图4是本实用新型所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐中热盐管道系统的主视图；

图5是本实用新型所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐中电加热器的主视图；

图6是本实用新型所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐中热平板式布盐器的主剖视图；

图7是本实用新型所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐中热平板式布盐器的俯视图；

图8是本实用新型所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐中冷盐泵的主视图；

图9是本实用新型所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐中冷盐管道系统的主视图；

图10是本实用新型所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐中冷平板式布盐器的主剖视图；

图11是本实用新型所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐中冷平板式布盐器的俯视图；

图12是本实用新型所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐中冷布盐器支撑单元的主视图；

图13是本实用新型所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐中冷布盐器支撑单元的俯视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐包括罐体1、热盐泵2、热盐管道系统3、热平板式布盐器4、冷盐泵5、冷盐管道系统6、冷平板式布盐器7、电加热器8、冷布盐器支撑单元9；

罐体1的罐顶为球冠形拱顶，罐体1的罐顶上设有压力仪表、液位仪表、温度仪表、安全泄放单元以及热盐泵、热盐管道系统、冷盐泵和冷盐管道系统，且热盐泵靠近罐壁布置，其入口设置在罐体的内部接近液面位置，热盐管道系统设置在罐顶中心位置，出口与热平板式布盐器相连，冷盐泵靠近罐壁布置，其冷盐吸入管入口设置在罐体内部接近罐底位置，冷盐管道系统靠近罐壁布置，出口与位于罐体中心靠近罐底的冷平板式布盐器相连，冷平板式布盐器的底部设有冷布盐器支撑单元，罐体的内部靠近罐底沿圆周方向设有若干电加热器；

本具体实施方式，运行时，热盐密度低在上部，冷盐密度高在下部，中间有一温度梯度层斜温层，通过布盐器及管道系统，储热时热盐经过热盐管道系统3由热平板式布盐器4进入罐体1，冷盐由冷盐泵5抽出罐体1，斜温层逐渐下移，当达到冷平板式布盐器 7附近时，储热过程结束；放热时热盐由热盐泵2抽出罐体1，冷盐经过冷盐管道系统6 由冷平板式布盐器7进入罐体1，斜温层逐渐上移，当达到热平板布盐器4附近时，放热过程结束。整个储放热过程，罐内盐的液位变化较小，均维持在靠近罐顶附近，实现了一个储罐同时存储冷热熔盐的功能，与原来需要冷热双罐相比，不仅节省了罐体材料成本及制造安装成本，而且节省了配套的电加热系统、仪表等的投资，且减少了故障点，整个系统的可靠性更高。由于冷热熔盐泵的泵头只需靠近液面布置即能满足需求，因而熔盐泵泵轴无需很长，罐体高度不再受到限制，可以实现更大容积的熔盐存储，进行大规模熔盐储能。由于冷盐在下方，温度低，对基础的要求也降低了；

罐体1的结构为细长型结构，与通过增加直径来增加容积的矮胖型罐体结构的双罐方案相比，底部的无效熔盐量极大减少，考虑熔盐高昂的价格，能够极大节省系统成本；采用罐体1的罐顶结构为球冠形拱顶，为技术成熟度较高的自支撑拱顶形结构，能够储存较大容量的熔盐，安全可靠性高；由于熔盐泵不在需要配置极长的轴，熔盐泵的可靠性提高，系统的故障率降低，提高了设备的安全性与可靠性，同时熔盐泵轴长的减少能极大降低熔盐泵的成本，减少投资。

相比于其他的单罐熔盐储热装置，本结构无需额外配置如熔盐槽等装置以及引出至高位布置熔盐槽的管道。由于管道散热量较大，温降较快，需配套加热系统，引入故障点，且管道温降后将会造成熔盐凝固致使整套系统停机，可靠性差。本实用新型中冷热介质管道均竖直布置于罐体内部，停机时熔盐自动流入熔盐罐，杜绝额熔盐凝固风险或配置昂贵复杂加热系统，节省了投资，增加了设备的安全性与可靠性。

冷热盐管道均设置在罐体内部，且冷盐管道外部设有隔热装置，避免了管内与罐内温度场的相互干扰，保证整个设备能够安全稳定的运行。

由于熔盐罐直径及高度尺寸均较大，在高温度高温差条件下热位移较大，通过设置热盐管径向限位支撑装置，在限制熔盐管发生径向位移的情况下，允许沿竖直方向自由移动，防止发生应力集中破坏，储热罐的可靠性提高。

具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的储罐的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，所述的罐体1包括罐底1-1、罐壁1-2、罐顶1-3、罐顶钢结构支撑1-4、压力仪表1-5、液位仪表1-6、温度仪表1-7、安全泄放装置1-8和罐体保温装置1-9，罐底1-1上部焊接罐壁1-2，罐壁 1-2上部焊接罐顶1-3，罐顶钢结构支撑1-4外边缘与罐壁1-2内部焊接，其上部与罐顶 1-3下表面焊接，罐顶1-3上装有压力仪表1-5、液位仪表1-6、温度仪表1-7、安全泄放装置1-8，在罐壁1-2及罐顶1-3外部设有罐体保温装置1-9

具体实施方式三：结合图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的储罐的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，所述的热盐泵2包括热盐吸入管2-1、热盐泵头2-2和热盐泵动力装置2-3，热盐泵动力装置2-3与热盐泵头2-2的一端连接，热盐泵头2-2的另一端与热盐吸入管2-1的顶部连接，泵头布置在靠近液面附近位置，因而泵轴无需很长。

具体实施方式四：结合图4说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的储罐的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，所述的热盐管道系统3包括热盐管3-1、支撑拉杆3-2和径向限位装置3-3，热盐管3-1安装于罐顶 1-3中心位置，底部设有径向限位装置3-3，且径向限位装置3-3沿圆周外表面均匀的设有若干支撑拉杆3-2，每个支撑拉杆3-3的顶端与罐体1内部罐顶钢结构支撑1-4固定连接。

具体实施方式五：结合图5说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的储罐的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，所述的电加热器8包括保护套管8-1和电加热器本体8-2，电加热器本体8-2的外表面套设有保护套管8-1，且保护套管8-1的外表面与罐体1的罐壁1-2焊接固定；

具体实施方式六：结合图6说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的储罐的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，所述的冷盐泵5包括冷盐泵动力装置5-1、冷盐泵头5-2、膨胀吸收结构5-3、冷盐吸入管5-4、冷盐吸入管保温装置5-5、吸入管保温护管5-6、保温膨胀装置5-7和吸入管径向限位装置5-8；

冷盐泵动力装置5-1的输入端与冷盐泵头5-2的一端连接，冷盐泵头5-2布置在靠近液面位置，因而冷盐泵得泵轴无需很长，冷盐泵头5-2的另一端与膨胀吸收结构5-3的一端连接，膨胀吸收结构5-3的另一端与冷盐吸入管5-4的一端连接，冷盐吸入管5-4的入口靠近罐底1-1布置，冷盐吸入管5-4外部设有冷盐吸入管保温装置5-5，冷盐吸入管保温装置5-5外部设有吸入管保温护管5-6，在其上设有若干保温膨胀装置5-7，冷盐吸入管 5-4的外表面沿高度方向设有若干吸入管径向限位装置5-8；

本具体实施方式，采用冷盐泵5的冷盐吸入管5-4外部敷设有冷盐吸入管保温装置5-5，绝热材料外部敷设吸入管保温护管5-6，隔绝管内熔盐与罐内熔盐温度场相互影响，保证系统能够正常工作。同时在保温护管上设有膨胀吸收结构5-3，防止冷盐吸入管5-4 与吸入管保温护管5-6存在热位移差而发生破坏，并沿高度方向设有若干吸入管径向限位装置5-8，保证冷盐吸入管可以沿竖直方向自由移动而不发生相对罐体的水平方向的晃动。

具体实施方式七：结合图7说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的储罐的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，所述的冷盐管道系统6包括冷盐管6-1、冷盐管保温装置6-2、冷盐管保温护管6-3、冷盐管道保温膨胀节6-4和冷盐管径向限位装置6-5；

冷盐管6-1的外部设有冷盐管保温装置6-2，实现隔绝管内与罐内温度场相互影响，冷盐管保温装置6-2外部设有冷盐管保温护管6-3，在其上从上到下依次设有若干冷盐管道保温膨胀节6-4，用以吸收冷盐管6-1和冷盐管保温护管6-3因温差产生的热位移，冷盐管6-1外表面设有冷盐管径向限位装置6-5，保证冷盐管6-1可以沿竖直方向自由移动而不发生相对罐体的水平方向的晃动。

具体实施方式八：结合图8和图9说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的储罐的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，所述的热平板式布盐器4包括热盐连接法兰4-1、直管4-2、热盐扩展筒4-3、热盐上平板4-4、热盐分布支撑板4-5、热盐下平板4-6、热盐斜支撑板4-7、热盐导流锥4-8和热盐破碎网 4-9；

热盐上平板4-4的下表面与热盐分布支撑板4-5的上表面固定连接，热盐分布支撑板 4-5的下表面与热盐下平板4-6的上表面固定连接，热盐下平板4-6的下表面中部设有一个盲孔，且盲孔的内部设有热盐导流锥4-8，热盐上平板4-4的上表面的中部设有通孔，且通孔的上部设有热盐扩展筒4-3，热盐扩展筒4-3的顶端与直管4-2底端连接，直管4-2 的顶端设有热盐连接法兰4-1，直管4-2外壁与热盐上平板4-4上表面之间设有多个热盐斜支撑板4-7，直管4-2的内部嵌设有热盐破碎网4-9；

本具体实施方式，在布盐装置方面，本结构无需采用为实现要求各处温度均匀的结构复杂的布盐环，采用平板式布盐器结构，结构更加简单，不易堵塞，便于制造、安装及维修，可靠性高，价格更为低廉。

具体实施方式九：结合图8和图9说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式六所述的储罐的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，所述的热盐上平板4-4的上表面与横向水平线之间成a°夹角，2≤a≤6；所述的热盐下平板 4-6的下表面与横向水平线之间成b°夹角，10≤b≤30；

本具体实施方式，采用热盐上平板4-4的上表面与横向水平线之间成a°夹角，2≤a≤6；所述的热盐下平板4-6的下表面与横向水平线之间成b°夹角，10≤b≤30；热平板式布盐器4通过合理的破碎网4-9、热盐扩展筒4-3及热盐导流锥4-8等结构设计，一方面可以实现熔盐稳定均匀的流出，减小阻力，实现斜温层正常可靠的工作，另一方面通过设置平板倾角或开有孔洞，防止熔盐残留，自然排盐无需人工清理；排盐时，熔盐不会在布盐器上存留及凝固，无需人工清理，且可保证熔盐能够在布盐器中稳定充分流动，不会冲击罐内流场。

具体实施方式十：结合图10和图11说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的储罐的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，所述的冷平板式布盐器7包括冷盐连接法兰7-1、冷盐扩展筒7-2、冷盐上平板7-3、冷盐分布支撑板7-4、冷盐下平板7-5、冷盐斜支撑板7-6、冷盐导流锥7-7、支撑肋7-8、支撑板 7-9和冷盐破碎网7-10；

冷盐上平板7-3的下表面与冷盐分布支撑板7-4的上表面连接，冷盐分布支撑板7-4 的下表面与冷盐下平板7-5的上表面连接，冷盐下平板7-5的下表面的中部设有盲孔，且盲孔内部设有冷盐导流锥7-7，冷盐下平板7-5的下表面设有支撑板7-9，冷盐下平板7-5 的下表面与支撑板7-9上表面之间设有多个支撑肋7-8，冷盐上平板7-3的上表面中部设有通孔，且该通孔顶部设有冷盐扩展筒7-2，冷盐扩展筒7-2的顶部设有冷盐连接法兰7-1，冷盐扩展筒7-2外壁与冷盐上平板7-3的上表面之间沿圆周方向均匀的设有多个冷盐斜支撑板7-6，冷盐扩展筒7-2的内部嵌设有冷盐破碎网7-10。

具体实施方式十一：结合图10和图11说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式八所述的储罐的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，所述的冷盐上平板7-3的上表面与横向水平线之间成c°夹角，10≤c≤30，冷盐下平板 7-5的下表面与横向水平线之间成d°夹角，2≤d≤6；

本具体实施方式，采用所述的冷盐上平板7-3的上表面与横向水平线之间成c°夹角， 10≤c≤30，冷盐下平板7-5的下表面与横向水平线之间成d°夹角，2≤d≤6；排盐时，熔盐不会在布盐器上存留及凝固，无需人工清理，且可保证熔盐能够在布盐器中稳定充分流动，不会冲击罐内流场。

具体实施方式十二：结合图12和图13说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的储罐的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，所述的冷布盐器支撑单元9包括水平支撑型钢9-1、滚轮9-2和下水平支撑型钢9-3；水平支撑型钢9-1和下水平支撑型钢9-3平行设置，水平支撑型钢9-1和下水平支撑型钢9-3 之间中部设有滚轮9-2，下水平支撑型钢9-3的下表面与罐体1内部底面焊接固定，水平支撑型钢9-1与支撑板7-9的下表面焊接固定；

本具体实施方式，采用水平支撑型钢9-1和下水平支撑型钢9-3平行设置，水平支撑型钢9-1和下水平支撑型钢9-3之间中部设有滚轮9-2，由于热位移较大，冷布盐器支撑单元9采用可滚动支撑结构，可沿径向自由移动，避免应力集中发生破坏。同时冷布盐器支撑单元9采用Z字形结构，可吸收竖直方向热位移，避免应力集中发生破坏。

工作原理

运行时，热盐密度低在上部，冷盐密度高在下部，中间有一温度梯度层斜温层，通过布盐器及管道系统，储热时热盐经过热盐管道系统3由热平板式布盐器4进入罐体1，冷盐由冷盐泵5抽出罐体1，斜温层逐渐下移，当达到冷平板式布盐器7附近时，储热过程结束；放热时热盐由热盐泵2抽出罐体1，冷盐经过冷盐管道系统6由冷平板式布盐器 7进入罐体1，斜温层逐渐上移，当达到热平板布盐器4附近时，放热过程结束。整个储放热过程，罐内盐的液位变化较小，均维持在靠近罐顶附近，实现了一个储罐同时存储冷热熔盐的功能，与原来需要冷热双罐相比，不仅节省了罐体材料成本及制造安装成本，而且节省了配套的电加热系统、仪表等的投资，且减少了故障点，整个系统的可靠性更高。由于冷热熔盐泵的泵头只需靠近液面布置即能满足需求，因而熔盐泵泵轴无需很长，降低了熔盐泵成本，提高了熔盐泵的可靠性，同时由于不受泵轴长度的限制，罐体高度不再受到限制，可以实现更大容积的熔盐存储，进行大规模熔盐储能。罐体形状变为细长型结构，更为经济合理。由于冷盐在下方，温度低，对基础的要求也降低了。此外，相对于其他单罐方案，无需设置熔盐槽及其连接管道和伴热装置，减少了故障点，系统更加简单，可靠性高。通过内部的隔热装置及膨胀吸收结构，避免了管内与罐内温度场的相互干扰，以及因为温差产生热位移受限带来的应力集中现象，保证整个设备能够安全稳定的运行。

Claims (10)

1.一种用于大规模熔盐储能的储罐，其特征在于：它包括罐体(1)、热盐泵(2)、热盐管道系统(3)、热平板式布盐器(4)、冷盐泵(5)、冷盐管道系统(6)、冷平板式布盐器(7)、电加热器(8)、冷布盐器支撑单元(9)；

罐体(1)的罐顶为球冠形拱顶，罐体(1)的罐顶靠近罐壁位置设有热盐泵(2)、冷盐泵(5)和冷盐管道系统(6)及安装于其下的冷平板式布盐器(7)，在罐顶中心位置设有热盐管道系统(3)及安装于其下部的热平板式布盐器(4)，且热盐泵(2)的入口设置在罐体(1)的内部靠近液面，热盐管道系统(3)与热平板式布盐器(4)相连，熔盐由热平板式布盐器(4)周向均匀流入罐体(1)内部，冷盐泵(5)入口设置在罐体(1)的内部靠近罐底，冷盐管道系统(6)与冷平板式布盐器(7)相连，熔盐由冷平板式布盐器(7)周向均匀流入罐体(1)内部，冷平板式布盐器(7)的底部设有冷布盐器支撑单元(9)，罐体(1)的内部靠近罐底附近沿圆周方向均布有多个电加热器(8)。

2.根据权利要求1所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，其特征在于：所述的罐体(1)由罐底(1-1)、罐壁(1-2)、罐顶(1-3)、罐顶钢结构支撑(1-4)、压力仪表(1-5)、液位仪表(1-6)、温度仪表(1-7)、安全泄放装置(1-8)和罐体保温装置(1-9)组成；

罐底(1-1)上部焊接罐壁(1-2)，罐壁(1-2)上部焊接罐顶(1-3)，罐顶钢结构支撑(1-4)外边缘与罐壁(1-2)内部焊接，其上部与罐顶(1-3)下表面焊接，罐顶(1-3)上装有压力仪表(1-5)、液位仪表(1-6)、温度仪表(1-7)、安全泄放装置(1-8)，在罐壁(1-2)及罐顶(1-3)外部设有罐体保温装置(1-9)。

3.根据权利要求1所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，其特征在于：所述的热盐泵(2)包括热盐吸入管(2-1)、热盐泵头(2-2)和热盐泵动力装置(2-3)，热盐泵动力装置(2-3)的输入端与热盐泵头(2-2)的一端连接，热盐泵头(2-2)的另一端与热盐吸入管(2-1)的顶部连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，其特征在于：所述的热盐管道系统(3)包括热盐管(3-1)、支撑拉杆(3-2)和热盐管径向限位装置(3-3)；

热盐管(3-1)的底部设有热盐管径向限位装置(3-3)，且热盐管径向限位装置(3-3)沿圆周外表面均匀的设有多个支撑拉杆(3-2)，每个支撑拉杆(3-2)的顶端与罐体(1)的罐顶钢结构支撑(1-4)固定连接，热盐管(3-1)的顶部穿过罐体(1)顶部的外壁，且热盐管(3-1)受热膨胀时可以通过热盐管径向限位装置(3-3)沿竖直方向自由滑动，但水平方向受到限制而不发生晃动。

5.根据权利要求1所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，其特征在于：所述的冷盐泵(5)包括冷盐泵动力装置(5-1)、冷盐泵头(5-2)、膨胀吸收结构(5-3)、冷盐吸入管(5-4)、冷盐吸入管保温装置(5-5)、吸入管保温护管(5-6)、保温膨胀装置(5-7)和吸入管径向限位装置(5-8)；

冷盐泵动力装置(5-1)的与冷盐泵头(5-2)的一端连接，冷盐泵头(5-2)的另一端与膨胀吸收结构(5-3)的一端连接，膨胀吸收结构(5-3)的另一端与冷盐吸入管(5-4)的一端连接，冷盐吸入管(5-4)的入口位于罐底附近，冷盐吸入管(5-4)外部设有冷盐吸入管保温装置(5-5)，实现隔绝管内与罐内温度场相互影响，冷盐吸入管保温装置(5-5)外部设有吸入管保温护管(5-6)，在其上设有若干保温膨胀装置(5-7)，用以吸收冷盐吸入管(5-4)和吸入管保温护管(5-6)因温差产生的相对位移，冷盐吸入管(5-4)的外表面沿高度方向设有若干吸入管径向限位装置(5-8)，保证冷盐吸入管(5-4)可以沿竖直方向自由移动而不发生相对罐体的水平方向的晃动。

6.根据权利要求1所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，其特征在于：所述的冷盐管道系统(6)包括冷盐管(6-1)、冷盐管保温装置(6-2)、冷盐管保温护管(6-3)、冷盐管道保温膨胀节(6-4)和冷盐管径向限位装置(6-5)；

冷盐管(6-1)的外部设有冷盐管保温装置(6-2)，实现隔绝管内与罐内温度场相互影响，冷盐管保温装置(6-2)外部设有冷盐管保温护管(6-3)，在其上从上到下依次设有若干冷盐管道保温膨胀节(6-4)，用以吸收冷盐管(6-1)和冷盐管保温护管(6-3)因温差产生的热位移，冷盐管(6-1)外表面设有冷盐管径向限位装置(6-5)，保证冷盐管(6-1)可以沿竖直方向自由移动而不发生相对罐体的水平方向的晃动。

7.根据权利要求1所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，其特征在于：所述的热平板式布盐器(4)包括热盐连接法兰(4-1)、直管(4-2)、热盐扩展筒(4-3)、热盐上平板(4-4)、热盐分布支撑板(4-5)、热盐下平板(4-6)、热盐斜支撑板(4-7)、热盐导流锥(4-8)和热盐破碎网(4-9)；

热盐上平板(4-4)的下表面与热盐分布支撑板(4-5)的上表面固定连接，热盐分布支撑板(4-5)的下表面与热盐下平板(4-6)的上表面固定连接，热盐下平板(4-6)的下表面中部设有一个盲孔，且盲孔的内部设有热盐导流锥(4-8)，热盐上平板(4-4)的上表面的中部设有通孔，且通孔的上部设有热盐扩展筒(4-3)，热盐扩展筒(4-3)的顶端与直管(4-2)底端连接，直管(4-2)的顶端设有热盐连接法兰(4-1)，直管(4-2)外壁与热盐上平板(4-4)上表面之间设有多个热盐斜支撑板(4-7)，直管(4-2)的内部嵌设有热盐破碎网(4-9)。

8.根据权利要求7所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，其特征在于：所述的热盐上平板(4-4)的上表面与横向水平线之间成a°夹角，2≤a≤6；所述的热盐下平板(4-6)的下表面与横向水平线之间成b°夹角，10≤b≤30。

9.根据权利要求1所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，其特征在于：所述的冷平板式布盐器(7)包括冷盐连接法兰(7-1)、冷盐扩展筒(7-2)、冷盐上平板(7-3)、冷盐分布支撑板(7-4)、冷盐下平板(7-5)、冷盐斜支撑板(7-6)、冷盐导流锥(7-7)、支撑肋(7-8)、支撑板(7-9)和冷盐破碎网(7-10)；

冷盐上平板(7-3)的下表面与冷盐分布支撑板(7-4)的上表面连接，冷盐分布支撑板(7-4)的下表面与冷盐下平板(7-5)的上表面连接，冷盐下平板(7-5)的下表面的中部设有盲孔，且盲孔内部设有冷盐导流锥(7-7)，冷盐下平板(7-5)的下表面设有支撑板(7-9)，冷盐下平板(7-5)的下表面与支撑板(7-9)上表面之间设有多个支撑肋(7-8)，冷盐上平板(7-3)的上表面中部设有通孔，且该通孔顶部设有冷盐扩展筒(7-2)，冷盐扩展筒(7-2)的顶部设有冷盐连接法兰(7-1)，冷盐扩展筒(7-2)外壁与冷盐上平板(7-3)的上表面之间沿圆周方向均匀的设有多个冷盐斜支撑板(7-6)，冷盐扩展筒(7-2)内部嵌设有冷盐破碎网(7-10)；

所述的冷盐上平板(7-3)的上表面与横向水平线之间成c°夹角，10≤c≤30，冷盐下平板(7-5)的下表面与横向水平线之间成d°夹角，2≤d≤6。

10.根据权利要求1所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，其特征在于：所述的冷布盐器支撑单元(9)包括水平支撑型钢(9-1)、滚轮(9-2)和下水平支撑型钢(9-3)；水平支撑型钢(9-1)和下水平支撑型钢(9-3)平行设置，水平支撑型钢(9-1)和下水平支撑型钢(9-3)之间中部设有滚轮(9-2)，下水平支撑型钢(9-3)的下表面与罐体(1)内部底面焊接固定，水平支撑型钢(9-1)与支撑板(7-9)的下表面焊接固定；

所述的电加热器(8)包括保护套管(8-1)和电加热器本体(8-2)，电加热器本体(8-2)的外表面套设有保护套管(8-1)，且保护套管(8-1)的外表面与罐体(1)的罐壁(1-2)焊接固定。

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