CN219177664U - 一种熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置，具体涉及熔盐储能技术领域。本实用新型提供的熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置包括熔盐储罐、蒸汽发生装置和熔盐加热装置；所述蒸汽发生装置，包括双螺旋换热管、入口管和出口管，所述双螺旋换热管设置于所述熔盐储罐的内部，且所述双螺旋换热管的入口端和出口端均位于所述熔盐储罐的顶部，并从所述开孔进出，所述入口管与所述双螺旋换热管的入口端连通，所述出口管与所述双螺旋换热管的出口端连通；所述熔盐加热装置设置在所述熔盐储罐内部，用于加热熔盐。该装置将电能转换为热能储存起来，在需要时利用蒸汽发生装置进行热交换，输出热水、水蒸汽或过热蒸汽，提高能源的综合利用率。

Description

一种熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置

技术领域

本实用新型涉及熔盐储能技术领域，具体涉及一种熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置。

背景技术

熔盐是盐类物质熔化后形成的熔融体，例如碱金属、碱土金属的卤化物、硝酸盐、硫酸盐的熔融体，熔盐在标准温度和大气压下呈固态，在温度升高并达到熔点后，熔盐会转变为液态。熔盐的工作温度范围广、热熔大、热稳定性好，在蓄热储能技术领域具有很大的优势，已将得到了广泛的应用，尤其是在熔盐蓄热装置和熔盐蒸汽发生装置中的应用。

现有的熔盐蓄热和蒸汽发生装置中，蒸汽发生系统一般为螺旋盘管，长时间在高温下工作容易出现疲劳渗漏。若发生破裂渗漏事故，由于罐内熔盐温度一般为110℃～530℃，盘管内的水渗漏至熔盐中后会瞬间气化，一旦渗漏量达到一定指标，短时间产生的蒸汽量过大将导致熔盐罐内压力迅速升高，熔盐罐一般为常压设计，严重时将可能导致熔盐罐发生爆裂事故。为了能避免事故的发生，现有的换热管大部分都设置在储能罐体外部，存在传热效果不佳，多次循环，增加运行成本的问题。

实用新型内容

鉴于以上现有技术的缺点，本实用新型提供一种熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置，以改善的换热管传热不佳、设备存在安全隐患和运行成本较高的问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本实用新型提供一种熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置，包括熔盐储罐、蒸汽发生装置和熔盐加热装置；熔盐储罐的顶部设有开孔；蒸汽发生装置包括双螺旋换热管、入口管和出口管；所述双螺旋换热管设置于所述熔盐储罐的内部，且所述双螺旋换热管的入口端和出口端均位于所述熔盐储罐的顶部，并从所述开孔进出，所述入口管与所述双螺旋换热管的入口端连通，所述出口管与所述双螺旋换热管的出口端连通；熔盐加热装置设置在所述熔盐储罐内部，用于加热熔盐。

在本实用新型一示例中，所述双螺旋换热管可拆卸的安装在所述熔盐储罐的内部。

在本实用新型一示例中，所述双螺旋换热管通过固定装置和滑动支架可拆卸安装在所述熔盐储罐内，所述固定装置设置在所述熔盐储罐的底部用于固定所述双螺旋换热管，所述滑动支架竖直安装在所述熔盐储罐内部，所述滑动支架的底部与所述固定装置固定连接。

在本实用新型一示例中，所述熔盐加热装置包括多个电加热器，所述多个电加热器均匀设置在所述熔盐储罐内部，所述电加热器的一端与所述熔盐储罐的顶部相连，所述电加热器的另一端向所述熔盐储罐的底部延伸，并与所述熔盐储罐的底部之间留有安全距离。

在本实用新型一示例中，所述电加热器为长条状，所述多个电加热器在所述熔盐储罐内均匀分布。

在本实用新型一示例中，所述熔盐储罐的顶部还设有多个电加热器抽取孔，所述多个电加热器一一对应安装在所述多个电加热器抽取孔内。

在本实用新型一示例中，所述蒸汽发生装置包括多组双螺旋换热管，所述多组双螺旋换热管采用单组串联多组并联的连接方式。

在本实用新型一示例中，所述双螺旋换热管的入口端和所述双螺旋换热管的出口端均设置有控制阀门。

在本实用新型一示例中，所述装置还包括若干个温度测量装置，所述温度测量装置分别安装在所述熔盐储罐的上部和下部。

在本实用新型一示例中，所述熔盐储罐的箱体外侧设有保温绝热层。

本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置将熔盐的加热、储能和蒸汽发生功能集成为一体，将蒸汽发生装置可拆卸的设置在熔盐储罐的内部，传热效果良好，蒸汽发生装置可拆卸安装可以实现对蒸汽发生装置定期检查维修，解决了将蒸汽发生装置放在熔盐储罐内部可能存在的破裂渗漏超压爆裂问题，提高设备的安全性能。利用风电弃电、光伏弃电或市电谷电对熔盐加热装置供电，通过熔盐加热装置对熔盐进行加热，将电能转换为热能储存起来，对设备本身的设计指标要求较低，能够有效降低成本，提高设备对环境的适应性。将蒸汽发生装置采取多组并联的方式进行连接，方便维修或者更换，同时满足不同场景的使用需求。在需要时利用蒸汽发生装置进行热交换，利用熔盐对冷水进行加热，可以输出热水或蒸汽，或者对饱和蒸汽进行加热得到过热蒸汽，能够满足城市供暖以及工业生产等需求，从而提高能源的综合利用率，降低污染物的排放，达到保护环境的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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：本实用新型的熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置的主视截面示意图；

图2为：本实用新型的熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置于一实施例中熔盐储罐的结构示意图；

图3为：本实用新型的熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置于另一实施例中熔盐储罐的结构示意图；

图4为：本实用新型的熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置的管路连接示意图。

元件标号说明

100、熔盐储罐；110、固定装置；120、滑动支架；121、支撑柱；200、蒸汽发生装置；210、双螺旋换热管；220、入口管；230、出口管；300、熔盐加热装置；310、电加热器；400、温度传感器。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本实用新型实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本实用新型的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

须知，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

请参阅图1，本实用新型提供一种熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置，包括熔盐储罐100、蒸汽发生装置200和熔盐加热装置300；熔盐储罐100的顶部设有开孔；蒸汽发生装置200包括双螺旋换热管210、入口管220和出口管230；双螺旋换热管210设置于熔盐储罐100的内部，且双螺旋换热管210的入口端和出口端均位于熔盐储罐100的顶部，并从上述开孔进出，入口管220与双螺旋换热管210的入口端连通，出口管230与双螺旋换热管210的出口端连通；熔盐加热装置300设置在熔盐储罐100内部，用于加热熔盐。

请参阅图1，在一实施例中，双螺旋换热管210可拆卸的安装在熔盐储罐100的内部。具体的，双螺旋换热管210通过固定装置110和滑动支架120可拆卸安装在熔盐储罐100内，固定装置110设置在熔盐储罐100的底部用于固定支撑双螺旋换热管210，滑动支架120竖直安装在双螺旋换热管210的外围，方便放置和取出双螺旋换热管210。滑动支架120的底部与固定装置110固定连接。其中，固定装置110可以为上表面中心低四周高的立方体结构，滑动支架120包括若干根竖直设置的支撑柱121，且支撑柱121的底部与固定装置110固定连接。此处对固定装置110和滑动支架120的尺寸及支撑柱121的数量不作限制，可以根据熔盐储罐100和双螺旋换热管210的尺寸进行调整。

熔盐加热装置300包括多个电加热器310，多个电加热器310均匀设置在熔盐储罐100内部，电加热器310的一端与熔盐储罐100的顶部相连，电加热器310的另一端向熔盐储罐100的底部延伸，并与熔盐储罐100的底部之间留有安全距离。此处对安全距离不作具体限制，根据熔盐储罐100的大小进行设定。电加热器310为长条状，多个电加热器310在熔盐储罐100内均匀分布。此处对双螺旋换热管210和电加热器310的数量不做具体限制，可以根据熔盐储罐100的大小和实际需求进行设置。

请参阅图2，在一实施例中，熔盐储罐100的横截面为圆形，熔盐储罐100的顶部还设有多个电加热器抽取孔，多个电加热器310一一对应安装在多个电加热器抽取孔内。双螺旋换热管210和电加热器310均可拆卸的安装在熔盐储罐100内，方便对双螺旋换热管210检修和更换，可以防止换热管疲劳渗漏时水与高温熔盐直接接触，避免由此引发的熔盐储罐爆裂事故。

请参阅图3，在另一实施例中，熔盐储罐100的横截面为两边半圆柱体、中间为矩形体的拼接结构。

请参阅图4，在一实施例中，蒸汽发生装置200包括多组双螺旋换热管210，多组双螺旋换热管210采用单组串联多组并联的连接方式。双螺旋换热管210的入口端和双螺旋换热管210的出口端均设置有控制阀门用于控制进水和出蒸汽。多组双螺旋换热管210采用单组串联多组并联的连接方式，可以满足不同场景的使用需求。例如，多组双螺旋换热管210并联在外部供水系统上，可以根据实际需求选择性使用其中某一组或者几组双螺旋换热管210产生蒸汽用于后续使用；或通过入口管220向双螺旋换热管210中通入饱和蒸汽可以得到过热蒸汽以满足不同场景的使用需求。检修或更换时可以单独将需要检修或者更换的双螺旋换热管210拆卸进行检修或者替换。

请参阅图1，在一实施例中，蒸汽发生一体化装置还包括若干个温度测量装置，分别用于测量熔盐储罐100的各部位温度。其中，温度测量装置包括温度传感器400和温度显示器，所述温度传感器400安装在熔盐储罐100侧表面的内壁上，温度传感器400与温度显示器电连接。通过温度传感器400可以掌握熔盐储罐100内熔盐各部位的温度，及时对熔盐温度进行调整。例如，当上部熔盐温度过高时可以增大冷凝水的流量或关闭其中一个或多个电加热器310对熔盐进行降温，防止熔盐温度过高发生热解；若熔盐温度较低时可以减小冷凝水的流量对其进行升温，防止熔盐温度过低凝固，影响热交换效率。较佳的，熔盐储罐100的箱体外侧还设有保温绝热层防止熔盐热量散失。

本实用新型的蒸汽发生一体化装置的工作过程如下：

(1)蓄热过程:来自谷电、风电弃电、光伏弃电或其他电源，通过电加热器310将电能转化为热能，熔盐作为储热介质吸收热量后温度升高，从而实现热能的储存。

(2)放热过程:当需要放热时，从储罐上部的双螺旋换热管210的入口端注入冷凝水，冷凝水流经双螺旋换热管210，在管路中吸收热量后转换为蒸汽，蒸汽由储罐上部的双管螺旋换热管210的出口端流出。通过双螺旋换热管210入口端和出口端设置的开关阀及熔盐储罐100顶部设置的开孔，实现双螺旋换热管210的拆卸和检修，同时根据用户情况，系统设置旁路，通过开关阀接入饱和蒸汽进入双管螺旋换热管组，吸收高温热量，产生过热蒸汽(此过程也同样适用于热水的生产)。

本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置将熔盐的加热、储能和蒸汽发生功能集成为一体，将多组双螺旋换热管210设置在熔盐储罐100的内部，传热效果良好，多组双螺旋换热管210可拆卸安装可以实现对蒸汽发生装置200定期检查维修，解决了将蒸汽发生装置200放在熔盐储罐100内部可能存在的破裂渗漏超压爆裂问题，提高设备的安全性能。利用风电弃电、光伏弃电或市电谷电对熔盐加热装置300供电，通过熔盐加热装置300对熔盐进行加热，将电能转换为热能储存起来，对设备本身的设计指标要求较低，能够有效降低成本，提高设备对环境的适应性。将蒸汽发生装置200采取多组并联的方式进行连接，方便维修或者更换，同时满足不同场景的使用需求。在需要时利用蒸汽发生装置300进行热交换，利用熔盐对冷水进行加热，可以输出热水或蒸汽，或者对饱和蒸汽进行加热得到过热蒸汽，能够满足城市供暖以及工业生产等需求，从而提高能源的综合利用率，降低污染物的排放，达到保护环境的目的。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置，其特征在于，包括：

熔盐储罐，其顶部设有开孔；

蒸汽发生装置，包括双螺旋换热管、入口管和出口管，所述双螺旋换热管设置于所述熔盐储罐的内部，且所述双螺旋换热管的入口端和出口端均位于所述熔盐储罐的顶部，并从所述开孔进出，所述入口管与所述双螺旋换热管的入口端连通，所述出口管与所述双螺旋换热管的出口端连通；

熔盐加热装置，设置在所述熔盐储罐内部，用于加热熔盐。

2.根据权利要求1所述的熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置，其特征在于，所述双螺旋换热管可拆卸的安装在所述熔盐储罐的内部。

3.根据权利要求2所述的熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置，其特征在于，所述双螺旋换热管通过固定装置和滑动支架可拆卸安装在所述熔盐储罐内，所述固定装置设置在所述熔盐储罐的底部用于固定所述双螺旋换热管，所述滑动支架竖直安装在所述熔盐储罐内部，所述滑动支架的底部与所述固定装置固定连接。

4.根据权利要求1所述的熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置，其特征在于，所述熔盐加热装置包括多个电加热器，所述多个电加热器均匀设置在所述熔盐储罐内部，所述电加热器的一端与所述熔盐储罐的顶部相连，所述电加热器的另一端向所述熔盐储罐的底部延伸，并与所述熔盐储罐的底部之间留有安全距离。

5.根据权利要求4所述的熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置，其特征在于，所述电加热器为长条状，所述多个电加热器在所述熔盐储罐内均匀分布。

6.根据权利要求4所述的熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置，其特征在于，所述熔盐储罐的顶部还设有多个电加热器抽取孔，所述多个电加热器一一对应安装在所述多个电加热器抽取孔内。

7.根据权利要求1所述的熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置，其特征在于，所述蒸汽发生装置包括多组双螺旋换热管，所述多组双螺旋换热管采用单组串联多组并联的连接方式。

8.根据权利要求1所述的熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置，其特征在于，所述双螺旋换热管的入口端和所述双螺旋换热管的出口端均设置有控制阀门。

9.根据权利要求1所述的熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置，其特征在于，所述装置还包括若干个温度测量装置，所述温度测量装置分别安装在所述熔盐储罐的上部和下部。

10.根据权利要求1所述的熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置，其特征在于，所述熔盐储罐的箱体外侧设有保温绝热层。

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