本发明属于蓄热式电锅炉技术领域，特别是涉及一种单罐熔盐蓄热式电热蒸汽锅炉，通过采用熔盐混合罐为熔盐-水/蒸汽换热创造一个相对稳定的温度环境。
背景技术：
面对日益严峻的雾霾问题，国家开始取缔各种中小型燃煤锅炉，并鼓励使用燃气锅炉和电锅炉进行替代。蓄热式电锅炉因具有削峰填谷的能力，而得到电力部门的大力推广，并享受优惠电价政策。蓄热式电锅炉利用廉价的谷电为企业生产提供热能，相比传统电锅炉可大大降低企业的日常电费开支，其运营成本可与燃气锅炉媲美。
目前市场上的蓄热式电锅炉有两大类，一类是水蓄热式电锅炉，一类是固体蓄热式电锅炉。水蓄热式电锅炉一般用于提供热水，当使用蒸汽蓄热器时可提供蒸汽，但该型锅炉体积较大，而且大型蒸汽蓄热器成本高昂，限制了其使用。固体蓄热式电锅炉常用于供热风和热水，由于使用传热性能不佳的热风作为中间传热介质，提供蒸汽时，需要体积非常庞大的蒸汽发生器，导致锅炉占地面积较大。
熔盐蓄热技术尽管在蓄热锅炉领域没有成熟应用，但因其具有良好的性价比，在光热发电领域得到了广泛应用。目前常用的熔盐蓄热技术有单罐熔盐蓄热和双罐熔盐蓄热技术。双罐熔盐蓄热中冷、热熔盐分别储存于不同的罐体，参与换热的熔盐温度恒定，有利于稳定输出发电用高品质蒸汽。单罐熔盐蓄热由于减少了一个熔盐储罐，其体积和成本大幅减小，但随着放热过程的不断进行，熔盐的整体温度呈逐渐下降趋势，导致换热负荷较难稳定。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种单罐熔盐蓄热式电热蒸汽锅炉，通过采用单罐熔盐蓄热技术，同时采用熔盐混合罐为熔盐-水/蒸汽换热创造一个相对稳定的温度环境，解决了单罐熔盐蓄热技术中换热负荷波动、传统蓄热式电热蒸汽锅炉造价高昂和体积庞大的缺点，有效替代各种输出蒸汽的燃煤锅炉、燃气锅炉，缓解日益严重的环境污染等问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种单罐熔盐蓄热式电热蒸汽锅炉，包括熔盐蓄热罐、蒸汽发生器和电加热炉，所述熔盐蓄热罐顶部安装有加热循环泵和换热循环泵，所述换热循环泵的转速可调；所述电加热炉分别与加热循环泵、熔盐蓄热罐连接构成一个熔盐流动循环系统；所述蒸汽发生器位于一熔盐混合罐上；所述熔盐混合罐分别和换热循环泵、熔盐蓄热罐连接构成一个熔盐流动循环系统。
进一步地，所述熔盐蓄热罐顶部还安装有搅拌器。
进一步地，所述蒸汽发生器嵌入到熔盐混合罐内；所述蒸汽发生器的体积1/4-3/4位于熔盐混合罐内。
进一步地，所述电加热炉位于熔盐蓄热罐的上部；所述加热循环泵将熔盐蓄热罐内的冷熔盐泵入到电加热炉；所述电加热炉的热熔盐出口与熔盐蓄热罐顶部的熔盐入口连通。
进一步地，所述蒸汽发生器内安装有给水喷头。
进一步地，所述给水喷头通过第一调节阀连接到锅炉给水入口，所述蒸汽发生器通过第二调节阀连接到蒸汽出口构成水/蒸汽流动系统。
进一步地，所述熔盐混合罐安装有熔盐喷头。
进一步地，所述熔盐喷头与换热循环泵连接；所述换热循环泵将热熔盐通过熔盐喷头泵入到熔盐混合罐内；所述熔盐混合罐的热熔盐与蒸汽发生器换热后，冷熔盐输送到熔盐蓄热罐；所述熔盐混合罐与熔盐蓄热罐顶部的熔盐入口连通。
进一步地，所述熔盐混合罐位于熔盐蓄热罐的上部；所述熔盐混合罐为一开口罐体，所述开口罐体的开口处与蒸汽发生器周侧固定为一体；通过熔盐混合罐与蒸汽发生器结合的结构以实现熔盐-水/蒸汽换热，具有结构简单、成本低、易于实现等优点。
进一步地，所述熔盐混合罐与熔盐蓄热罐通过若干条均匀对称布置的管道连通。
进一步地，使用单个熔盐罐体进行蓄热，蓄热体占地面积小、成本低。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过加热循环泵、电加热炉和熔盐蓄热罐构成一个熔盐流动循环系统，将电能转化为熔盐的热能，并存储于熔盐蓄热罐中。
2、本发明通过单个熔盐罐体进行蓄热，蓄热体占地面积小、成本低。
3、本发明通过换热循环泵、熔盐混合罐和熔盐蓄热罐构成一个熔盐流动循环系统，根据蓄热罐和混合罐中熔盐的平均温度对换热循环泵的转速进行调整，控制混合罐的热补偿速率，使罐中熔盐的温度相对稳定，确保输出蒸汽参数的稳定。
4、本发明熔盐混合罐和熔盐蓄热罐之间由多条管道连接，并且管道均匀对称分布，使混合罐内的流场分布尽量均匀，有利于蒸汽的稳定输出。
5、本发明通过将蒸汽发生器嵌入熔盐混合罐内，并与之连为一体的结构形式，实现熔盐-水/蒸汽的换热，这种换热方法具有结构简单、成本低、易于实现等优点。
当然，实施本发明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发明实施例的技术方案，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发明的一些实施例，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为本发明的一种单罐熔盐蓄热式电热蒸汽锅炉的装置系统图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-熔盐蓄热罐，2-加热循环泵，3-搅拌器，4-换热循环泵，5-电加热炉，6-熔盐混合罐，7-熔盐喷头，8-蒸汽发生器，9-第一调节阀，10-第二调节阀，11-给水喷头，a1-锅炉给水入口，a2-蒸汽出口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开口”、“上”、“下”、“高度”、“顶”、“中”、“内”、“周侧”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1所示，本发明为一种单罐熔盐蓄热式电热蒸汽锅炉，包括熔盐蓄热罐1、蒸汽发生器8和电加热炉5，熔盐蓄热罐1顶部安装有加热循环泵2和换热循环泵4，换热循环泵4的转速可调，用以控制换热功率；电加热炉5分别与加热循环泵2、熔盐蓄热罐1连接构成一个熔盐流动循环系统；蒸汽发生器8位于一熔盐混合罐6上；熔盐混合罐6分别与换热循环泵4、熔盐蓄热罐1连接构成一个熔盐流动循环系统。
其中，熔盐蓄热罐1顶部还安装有搅拌器3，用于对熔盐的搅拌。
其中，蒸汽发生器8嵌入到熔盐混合罐6内；蒸汽发生器8半浸没于熔盐混合罐6内。
其中，电加热炉5位于熔盐蓄热罐1的上部；加热循环泵2将熔盐蓄热罐1内的冷熔盐泵入到电加热炉5；电加热炉5的热熔盐出口与熔盐蓄热罐1顶部的熔盐入口连通。
其中，蒸汽发生器8内安装有给水喷头11。
其中，给水喷头11通过第一调节阀9连接到锅炉给水入口a1、蒸汽发生器8通过第二调节阀10连接到蒸汽出口a2构成水/蒸汽流动系统。
其中，熔盐混合罐6是熔盐发生热交换的设备，其内安装有熔盐喷头7，并充满熔盐。换热循环泵4将熔盐蓄热罐1中的热熔盐通过熔盐喷头7输入熔盐混合罐6中，用以补偿因换热而造成的罐体内熔盐热损失。根据熔盐蓄热罐1和熔盐混合罐6中熔盐的平均温度对换热循环泵4的转速进行调整，控制熔盐混合罐6的热补偿速率，使罐中的熔盐温度相对稳定，确保输出蒸汽参数的稳定。
其中，熔盐喷头7与换热循环泵4连接；换热循环泵4将热熔盐通过熔盐喷头7泵入到熔盐混合罐6内；熔盐混合罐6的热熔盐与蒸汽发生器8换热后，冷熔盐输送到熔盐蓄热罐1；熔盐混合罐6与熔盐蓄热罐1顶部的熔盐入口连通。
其中，熔盐混合罐6位于熔盐蓄热罐1的上部；熔盐混合罐6为一开口罐体，开口罐体的开口处与蒸汽发生器8周侧固定为一体；通过熔盐混合罐与蒸汽发生器结合的结构以实现熔盐-水/蒸汽换热，具有结构简单、成本低、易于实现等优点。
其中，熔盐混合罐6与熔盐蓄热罐1通过若干条均匀对称布置的管道连通。即熔盐混合罐6和熔盐蓄热罐1之间由多条管道连通，并且管道均匀对称布置，使混合罐内的流场分布尽量均匀，有利于蒸汽的稳定输出。
其中，使用单个熔盐罐体进行蓄热，蓄热体占地面积小、成本低。或采用多个熔盐罐体进行蓄热，提高蓄热量。
本单罐熔盐蓄热式电热蒸汽锅炉主要包括蓄热和放热两种工作模式。蓄热时，加热循环泵2将熔盐蓄热罐1中的熔盐泵送至电加热炉5，被加热的熔盐重新流回熔盐蓄热罐1，搅拌器3使熔盐蓄热罐1中加热前后的熔盐混合更加均匀。蓄热过程中熔盐蓄热罐1的熔盐平均温度逐渐上升至565℃，此后关闭加热循环泵2和电加热炉5，停止蓄热。
放热时，熔盐混合罐6中的熔盐与蒸汽发生器8中的软化水进行换热，软化水变为10bar、180℃的蒸汽通过第二调节阀10后从蒸汽出口a2排出；10bar、20℃的锅炉给水从a1口流入，经过第一调节阀9与给水喷头11后，均匀分布于蒸汽发生器8中。换热循环泵4将熔盐蓄热罐1中的热熔盐泵送至熔盐混合罐6中，通过熔盐喷头7与换热后的冷熔盐进行均匀混合，随后重新流入熔盐蓄热罐1，经搅拌器3搅拌后与罐内熔盐进行混合。通过调节换热循环泵4的转速，控制流入混合罐6中热熔盐的流量，从而控制混合罐中熔盐的平均温度稳定在300℃左右。放热过程中熔盐蓄热罐1中熔盐的温度逐渐降低，降至350℃时，换热循环泵4和第一调节阀9关闭，停止换热。第一调节阀9根据熔盐混合罐6中的液位与蒸汽流量来调节其开度，当需要增大蒸汽流量时，增大开度，增加给水量，使液位上升，增大蒸发面积；反之，当需要减小蒸汽流量时，减小开度，减少给水量，使液位下降，减小蒸发面积。第二调节阀10用于控制蒸汽的压力，减小阀门开度蒸汽压力升高，增大阀门开度蒸汽压力减小。
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发明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。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明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发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。