CN217402516U - 一种基于蒸汽蓄热器和熔盐储热装置的混合蒸汽蓄热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于蒸汽蓄热器和熔盐储热装置的混合蒸汽蓄热系统，包括低温熔盐罐、低温熔盐泵、第一换热器、高温熔盐罐、高温熔盐泵、蒸汽蓄热器、水泵和第二换热器；低温熔盐泵的熔盐入口设置在所述低温熔盐罐内部，熔盐出口与第一换热器的冷源入口连接；第一换热器的冷源出口与高温熔盐罐连接；高温熔盐泵的熔盐入口设置在高温熔盐罐内部，熔盐出口与第二换热器的热源入口连接，第二换热器的热源出口与低温熔盐罐连接。本实用新型将熔盐储热与蒸汽蓄热有效结合，发挥两种储热技术各自优势，不仅能扩大熔盐蓄热介质的工作温度区间，还可以充分利用蒸汽蓄热器的容积空间，提高其蓄热效率，提升输出蒸汽品质。

Description

一种基于蒸汽蓄热器和熔盐储热装置的混合蒸汽蓄热系统

技术领域

本实用新型属于蒸汽蓄热领域，特别是涉及一种基于蒸汽蓄热器和熔盐储热装置的混合蒸汽蓄热系统。

背景技术

在很多热电厂或余热利用系统中均有高温、高压蒸汽储存的需求，由于蒸汽存储过程中不仅要考虑其显热，还要考虑其潜热，而且相变潜热远大于显热，这给蒸汽存储带来了较大的挑战。一般的显热蓄热方式，如熔盐储热技术，用于蒸汽存储时，蓄热介质的工作温度区间较窄，经济性较差，无法大面积推广。因此，目前成熟的蒸汽储存方式是使用蒸汽蓄热器。

蒸汽蓄热器是贮存蒸汽热能的一种热力设备。用于热负荷波动较大的供汽系统，可对波动负荷平衡供汽，使锅炉运行负荷稳定。用于余热利用系统，能有效地回收热量，节能效果显著，环保效果明显。据工程实例统计，一般可节省燃料5%-20%。

蒸汽蓄热器是一个容积很大的水容器，它能在系统负荷减少时从锅炉吸收多余蒸汽，在系统负荷增加时送出蒸汽。蒸汽蓄热器主要利用进出口的蒸汽压力和温度差来实现蓄热，蓄热时将温度和压力较高的蒸汽转换为饱和水储存，放热时利用饱和水的闪蒸来释放蒸汽。因此，蒸汽蓄热器仅能输出饱和蒸汽，温度和压力较低，温度一般不超过300℃。由于蒸汽蓄热器出口蒸汽温度和压力的限制，对其推广与应用也造成了一些不利。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于蒸汽蓄热器和熔盐储热装置的混合蒸汽蓄热系统，将熔盐储热技术与传统蒸汽蓄热器结合，使蒸汽蓄热系统能输出高温高压过热蒸汽。

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：

一种基于蒸汽蓄热器和熔盐储热装置的混合蒸汽蓄热系统，包括低温熔盐罐、低温熔盐泵、第一换热器、高温熔盐罐、高温熔盐泵、蒸汽蓄热器、水泵和第二换热器；所述低温熔盐泵的熔盐入口设置在所述低温熔盐罐的内部，熔盐出口通过第一管道与所述第一换热器的冷源入口连接；所述第一换热器的冷源出口通过第二管道与所述高温熔盐罐连接；所述高温熔盐泵的熔盐入口设置在所述高温熔盐罐内部，熔盐出口通过第三管道与所述第二换热器的热源入口连接，第二换热器的热源出口通过第四管道与所述低温熔盐罐连接。

进一步，所述的基于蒸汽蓄热器和熔盐储热装置的混合蒸汽蓄热系统，所述第一换热器的热源出口通过第五管道与所述蒸汽蓄热器的输入端连接，所述第五管道上设置有第一阀门；蒸汽蓄热器的液体输出端还通过第六管道与所述水泵的入口连接，所述第六管道上设置有第二阀门；所述水泵的出口通过第七管道与所述第二换热器的冷源入口连接，第二换热器的冷源出口通过第八管道与蒸汽蓄热器连接，第八管道上设置有第三阀门；蒸汽蓄热器还通过第四阀门设置蒸汽出口。

进一步，所述的基于蒸汽蓄热器和熔盐储热装置的混合蒸汽蓄热系统，所述低温熔盐泵为液下泵。

进一步，所述的基于蒸汽蓄热器和熔盐储热装置的混合蒸汽蓄热系统，所述高温熔盐泵为液下泵。

本实用新型提供的基于蒸汽蓄热器和熔盐储热装置的混合蒸汽蓄热系统，所述低温熔盐罐、低温熔盐泵、第一换热器、高温熔盐罐通过熔盐管道依次连接构成一条熔盐流动通道；所述高温熔盐罐、高温熔盐泵、第二换热器、低温熔盐罐通过熔盐管道依次连接构成另一条熔盐流动通道；所述第一换热器和蒸汽蓄热器通过管道连接构成一条蒸汽流动通道；所述蒸汽蓄热器、水泵、第二换热器和蒸汽出口通过管道连接构成另一条水/蒸汽流动通道。

本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型将熔盐储热装置与蒸汽蓄热器有效结合，使用熔盐储存蒸汽绝大部分显热，用蒸汽蓄热器储存少量显热和所有潜热，发挥两种储热技术各自优势，不仅能扩大熔盐蓄热介质的工作温度区间，而且能提高蒸汽蓄热器的出口蒸汽温度。

（2）本实用新型有两次放热过程，第一次是蒸汽蓄热器闪蒸放热，第二次是用熔盐加热蓄热器内的饱和水产生蒸汽放热。这样可以充分利用蒸汽蓄热器的容积空间，提高其蓄热效率。

（3）本实用新型具备输出高温高压过热蒸汽的能力，可有效弥补传统蒸汽蓄热器输出蒸汽压力和温度较低的缺点。

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

图1为实施例中提供的基于蒸汽蓄热器和熔盐储热装置的混合蒸汽蓄热系统示意图。

图1中，1-低温熔盐罐，2-低温熔盐泵，3-第一换热器，4-高温熔盐罐，5-高温熔盐泵，6-蒸汽蓄热器，7-水泵，8-第二换热器，9-第一阀门，10-第二阀门，11-第三阀门，12-第四阀门，301-热源入口，601-蒸汽出口。

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。

实施例

如图1所示，本实施例提供了一种基于蒸汽蓄热器和熔盐储热装置的混合蒸汽蓄热系统，包括低温熔盐罐1、低温熔盐泵2、第一换热器3、高温熔盐罐4、高温熔盐泵5、蒸汽蓄热器6、水泵7和第二换热器8；所述低温熔盐泵2为液下泵，安装于低温熔盐罐1顶部；所述高温熔盐泵5为液下泵，安装于高温熔盐罐4顶部；所述低温熔盐泵2的熔盐出口通过第一管道与第一换热器3的冷源入口连接，第一换热器3的冷源出口通过第二管道与高温熔盐罐4连接；所述高温熔盐泵5的熔盐出口通过第三管道与第二换热器8的热源入口连接，第二换热器8的热源出口通过第四管道与低温熔盐罐1连接；所述第一换热器3的热源出口通过第五管道与蒸汽蓄热器6连接，第五管道上设置有第一阀门9；蒸汽蓄热器6的液体输出端还通过第六管道与水泵7入口连接，第六管道上设置有第二阀门10；水泵7出口通过第七管道与第二换热器8的冷源入口连接，第二换热器8的冷源出口通过第八管道与蒸汽蓄热器6连接，第八管道上设置有第三阀门11；蒸汽蓄热器6还通过第四阀门12设置有蒸汽出口601。

本实施例提供的基于蒸汽蓄热器和熔盐储热装置的混合蒸汽蓄热系统，所述低温熔盐罐1、低温熔盐泵2、第一换热器3、高温熔盐罐4通过熔盐管道依次连接构成一条熔盐流动通道；所述高温熔盐罐4、高温熔盐泵5、第二换热器8、低温熔盐罐1通过熔盐管道依次连接构成另一条熔盐流动通道；所述第一换热器3和蒸汽蓄热器6通过管道连接构成一条蒸汽流动通道；所述蒸汽蓄热器6、水泵7、第二换热器8和蒸汽出口通过管道连接构成另一条水/蒸汽流动通道。

本实用新型提供的基于蒸汽蓄热器和熔盐储热装置的混合蒸汽蓄热系统蓄热时采用熔盐储热装置来存储蒸汽的绝大部分显热，利用蒸汽蓄热器存储少量显热和所有潜热；放热时，先通过蒸汽蓄热器释放一部分饱和蒸汽，然后使用熔盐来加热蓄热器内的饱和水来产生过热蒸汽。

蓄热时，第一阀门9打开，第二阀门10、第三阀门11和第四阀门12均关闭。低温熔盐泵2将低温熔盐罐1中200℃的低温熔盐送入第一换热器3与来自热源入口301的450℃、40bar过热蒸汽进行换热。低温熔盐吸收入口蒸汽的热量后，变为430℃的高温熔盐，流入高温熔盐罐4中进行储存。过热蒸汽则被冷却为260℃、40bar过热蒸汽，流入蒸汽蓄热器6后，变为30bar、235℃的饱和水。

放热时，首先打开第四阀门12，关闭第一阀门9，第二阀门10和第三阀门11，这时蒸汽蓄热器内的饱和水会闪蒸，饱和蒸汽从蒸汽出口601流出。等蒸汽蓄热器内压力降至10bar时（温度180℃），启动高温熔盐泵5和水泵7，打开第二阀门10和第三阀门11，430℃的高温熔盐通过第二换热器8与来自蒸汽蓄热器6内的饱和水进行换热，将饱和水加热成350℃的过热蒸汽，并从蒸汽出口口流出。换热后熔盐被冷却至200℃，并流入低温熔盐罐1中储存。通过调节第四阀门12的开度，可以控制蓄热器6内的压力，并控制输出蒸汽的压力。

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 (4)

1.一种基于蒸汽蓄热器和熔盐储热装置的混合蒸汽蓄热系统，其特征在于，包括低温熔盐罐（1）、低温熔盐泵（2）、第一换热器（3）、高温熔盐罐（4）、高温熔盐泵（5）、蒸汽蓄热器（6）、水泵（7）和第二换热器（8）；所述低温熔盐泵（2）的熔盐入口设置在所述低温熔盐罐（1）的内部，熔盐出口通过第一管道与所述第一换热器（3）的冷源入口连接；所述第一换热器（3）的冷源出口通过第二管道与所述高温熔盐罐（4）连接；所述高温熔盐泵（5）的熔盐入口设置在所述高温熔盐罐（4）内部，熔盐出口通过第三管道与所述第二换热器（8）的热源入口连接，第二换热器（8）的热源出口通过第四管道与所述低温熔盐罐（1）连接。

2.根据权利要求1所述的基于蒸汽蓄热器和熔盐储热装置的混合蒸汽蓄热系统，其特征在于，所述第一换热器（3）的热源出口通过第五管道与所述蒸汽蓄热器（6）的输入端连接，所述第五管道上设置有第一阀门（9）；蒸汽蓄热器（6）的液体输出端还通过第六管道与所述水泵（7）的入口连接，所述第六管道上设置有第二阀门（10）；所述水泵（7）的出口通过第七管道与所述第二换热器（8）的冷源入口连接，第二换热器（8）的冷源出口通过第八管道与蒸汽蓄热器（6）连接，第八管道上设置有第三阀门（11）；蒸汽蓄热器（6）还通过第四阀门（12）设置蒸汽出口（601）。

3.根据权利要求1所述的基于蒸汽蓄热器和熔盐储热装置的混合蒸汽蓄热系统，其特征在于，所述低温熔盐泵（2）为液下泵。

4.根据权利要求1所述的基于蒸汽蓄热器和熔盐储热装置的混合蒸汽蓄热系统，其特征在于，所述高温熔盐泵（5）为液下泵。

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