熔盐蒸汽发生系统的制作方法

1.本发明涉及蒸汽发生器技术领域，具体涉及一种熔盐蒸汽发生系统。


背景技术：

2.熔盐蓄热储能是目前一种新兴的储能方式，而目前熔盐储能普遍采用的方式为；利用电能将低温熔盐储罐的低温熔盐液体、循环至加热器，加热后的熔盐液体、经管道流向高温熔盐储罐进行储存；当需要发电时；由熔盐泵把高温熔盐储罐的高温熔盐液体、循环至换热器产生高温高压蒸汽、推动汽轮机发电。
3.相关技术中采用熔盐泵及熔盐罐等设备进行强制循环，只要设备运行了，就不能随便停机，否则熔盐凝固会堵塞相关设备，而且造价相对较高。而且而在实际生产应用中，供热(供汽)单位限于自身技术条件，无法为用户提供参数匹配性较高的蒸汽产品，用户需要二次加工才能保证蒸汽的适用性，增加了生产成本；另外地，蒸汽的输出温度很难根据不同企业的温度进行调控，用户需要二次加工才能保证蒸汽的适用性，增加了生产成本。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种熔盐蒸汽发生系统。该熔盐蒸汽发生系统具有造价低和蒸汽使用成本低、适用性及便于检修和维护的优点。
5.本发明实施例的熔盐蒸汽发生系统，包括熔盐储罐、隔热层、电加热件、换热管和蒸汽分流管。
6.所述熔盐储罐具有容置腔，所述隔热层设置在所述熔盐储罐内以便将所述容置腔分隔成多个熔盐储存分腔，不同所述熔盐储存分腔的温度不同。所述电加热件设有多个，每个电加热件对应地设置在所述熔盐储存分腔内，以便不同所述熔盐储存分腔之间具有温度差。所述换热管包括多个换热管段，每个所述换热管段包括依次连通的进汽段、换热段和出汽段，所述进汽段能够与水源连通，每个所述换热段对应地设置在熔盐储存分腔内。所述蒸汽分流管有多个，每个所述蒸汽分流管的进汽口对应地与所述出汽段连通，每个所述蒸汽分流管的出汽口能够与蒸汽母管的进汽口连通。
7.与相关技术中，熔盐储罐包括高温罐和低温罐，高温罐与低温罐之间通过循环管连通，在低温罐内设置蒸汽管，低温罐内为单腔，所以蒸汽输出的温度也单一，在使用蒸汽时往往要根据需要的温度值进行二次加工，提升了成本的温度进行调控。此外，在蒸汽发生系统发生故障时，熔盐会凝固在循环管内，导致循环管堵塞，甚至会导致整个系统报废，不利于蒸汽发生系统的日常维修和维护。
8.本发明实施例的熔盐蒸汽发生系统，通过熔盐储罐内设置隔热层以便将所述容置腔分隔成多个熔盐储存分腔，将多个换热管段对应地设置在熔盐储存分腔内以便得到不同温度的蒸汽来满足不同客户的需求。而且通过将蒸汽分流管相应地换热管段得到的蒸汽通入蒸汽母管，可以蒸汽母管或者是蒸汽管道将得到的不同温度的蒸汽进行调和，通过控制
不同换热管段的出汽量来调配出更多蒸汽输出温度，提升了蒸汽的与用户之间蒸汽参数的匹配度；由此也可以根据的实际需要输出相对应的蒸汽温度，不再需要对蒸汽进行二次加工，由此降低了蒸汽使用的成本。
9.此外，本发明实施例的熔盐蒸汽发生系统，通过将电加热件设置在对应的熔盐储存分腔内，可以避免熔盐储存分腔内的熔盐通过在熔盐储罐的外侧设置循环管及高温熔盐储罐和对熔盐储罐内的熔盐进行循环，降低了设备的投入成本和设备的占用的土地面积。同时，直接在熔盐储罐内设置电加热件，可以有效避免熔盐外部循环流动可能存在的低温堵塞的风险，有利于该熔盐蒸汽发生系统的日常维护和整修。
10.因此，本发明实施例的熔盐蒸汽发生系统具有提升蒸汽的适用性(匹配度)、降低蒸汽使用和设备投入的成本。此外，还具有方便检修和维护的优点。
11.在一些实施例中，所述隔热层为多层，多个所述隔热层沿着所述熔盐储罐的高度方向间隔开地设置，以便将所述容置腔分隔成多个沿高度方向依次设置的所述熔盐储存分腔。
12.在一些实施例中，在工作状态，所述换热管段之间按照所述熔盐储存分腔的温度高低顺序依次连通。
13.在一些实施例中，所述熔盐储存分腔的温度沿着由下至上的方向增加，位于所述熔盐储罐的顶部的所述换热管段的出汽口能够与蒸汽母管的进汽口连通，位于所述熔盐储罐的底部的所述换热管的进液口能够与水源连通。
14.在一些实施例中，所述换热管段的出汽段具有第一出汽口和第二出汽口，其中所述换热管段的进汽口与与其相邻且位于所述换热管段上游的换热管段的所述第一出汽口连通，所述换热管段的所述第二出汽口与对应地连通所述蒸汽分流管，所述蒸汽发生系统还包括多个调节阀，每个所述调节阀对应地设置在所述蒸汽分流管上，所述换热管段的所述第一出汽口位于所述调节阀的上游。
15.在一些实施例中，所述熔盐蒸汽发生系统还包括第一控制器、第二控制器、多个温度传感器及多个蒸汽温压传感器，多个所述温度传感器对应地设置在所述熔盐储存分腔内，所述温度传感器和所述电加热件中的每一者与所述第二控制器电连接，所述蒸汽温压传感器和所述调节阀中的每一者与所述第一控制器电连接。
16.在一些实施例中，所述隔热层包括第一隔层和第二隔层，所述第一隔层和所述第二隔层沿所述熔盐储罐的高度方向间隔开地设置在所述容置腔上，以将所述容置腔分割为第一熔盐区、第二熔盐区和第三熔盐区，所述第一熔盐区、所述第二熔盐区和所述第三熔盐区由下至上依次设置，所述换热管段的换热段、所述电加热件、所述温度传感器均对应地设置在所述第一熔盐区、所述第二熔盐区和所述第三熔盐区内。
17.在一些实施例中每个所述换热管段均为加热盘管。
18.在一些实施例中每个所述换热管段的进液口和出汽口伸出所述熔盐储罐，
19.在一些实施例中，每个所述换热管段的出汽口邻近所述换热管段所对应的所述熔盐储存分腔的上端，每个所述换热管段的进液口邻近所述换热管段所对应的所述熔盐储存分腔的下端。
附图说明
20.图1是本发明一个实施例的熔盐蒸汽发生系统的示意图。
21.图2是本发明实施例的熔盐的隔热层、熔盐储罐、熔盐及电加热件关系图。
22.图3是本发明一个实施例的熔盐蒸汽发生系统的示意图，省略第一控制器、温度传感器。
23.图4是本发明一个实施例的熔盐蒸汽发生系统的示意图，省略换热管、蒸汽温压传感器、蒸汽母管和蒸汽分流管。
24.附图标记：
25.熔盐蒸汽发生系统100；
26.熔盐储罐1；第一熔盐区11；第二熔盐区12；第三熔盐区13；
27.隔热层2；第一隔层21；第二隔层22；
28.熔盐3；
29.电加热件4；第一加热件41；第二加热件42；第三加热件43；
30.换热管5；第一换热管段51；第二换热管段52；第三换热管段53；
31.蒸汽分流管6；第一分流管61；第二分流管62；第三分流管63；
32.调节阀7；第一阀71；第二阀72；第三阀73；
33.蒸汽温压传感器81；温度传感器82；
34.第一控制器91；第二控制器92；
35.电热控制件10；
36.蒸汽母管101。
具体实施方式
37.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
38.下面参考图1-图4描述本发明实施例的熔盐蒸汽发生系统100。
39.本发明实施例的熔盐蒸汽发生系统100，包括熔盐储罐1、隔热层2、电加热件4、换热管5和蒸汽分流管6。
40.熔盐储罐1具有容置腔，隔热层2设置在熔盐储罐1内以便将容置腔分隔成多个熔盐储存分腔，不同熔盐储存分腔的温度不同。电加热件4设有多个，每个电加热件4对应地设置在熔盐储存分腔内，以便在使用时不同熔盐储存分腔之间具有温度差。换热管5包括多个换热管段，每个换热管段包括依次连通的进汽段、换热段和出汽段，进汽段能够与水源连通，换热段对应地设置在熔盐储存分腔内。蒸汽分流管6有多个，每个蒸汽分流管6的进汽口对应地与出汽段连通，每个蒸汽分流管6的出汽口能够与蒸汽母管的进汽口连通。换言之，每个熔盐储存分腔内均设有对应的换热管段。每个蒸汽分流管6的进汽口一一对应地与每个换热管段的出汽段连通。
41.可以理解的是，在使用该熔盐蒸汽发生系统100时，每个熔盐储存分腔内填充有充填熔盐以形成储存热量的介质，熔盐储存分腔的温度不同。在使用熔盐3的蒸汽发生系统100时，可以通过控制电加热件4的功率和/或加热时间的长短等来控制不同熔盐储存分腔内的熔盐的温度不同，以得到不同温度的蒸汽。
42.相关技术中，熔盐储罐包括高温罐和低温罐，高温罐与低温罐之间通过循环管连通，在低温罐内设置蒸汽管，低温罐内为单腔，所以输出的蒸汽的温度也单一，在使用蒸汽时往往要根据需要的温度值进行二次调节，提升了蒸汽的使用成本。此外，在蒸汽发生系统发生故障时，熔盐会凝固在循环管内，导致循环管堵塞，甚至会导致整个系统报废，不利于蒸汽发生系统的日常维修和维护。
43.本发明实施例的熔盐蒸汽发生系统100，通过熔盐储罐1内设置隔热层2以便将容置腔分隔成多个熔盐储存分腔，将多个换热管段对应地设置在熔盐储存分腔内以便得到不同温度的蒸汽来满足不同客户的需求。而且通过将蒸汽分流管6将不同换热管段产生的不同温度的蒸汽通入蒸汽母管并进行调和以便能够得到更多输出温度的蒸汽，进而提升了输出的蒸汽与用户所需蒸汽之间蒸汽参数的匹配度；同时，根据用户的实际需要输出的蒸汽，不再需要对蒸汽进行二次加工，由此降低了蒸汽使用的成本。
44.此外，本发明实施例的熔盐蒸汽发生系统100，通过将电加热件4设置在对应的熔盐储存分腔内，可以避免熔盐储存分腔内的熔盐通过设置在熔盐储罐的外侧的循环管及高温熔盐储罐对熔盐储罐(相当于本发明实施例的熔盐储罐1)内的熔盐进行循环，降低了设备的投入成本和设备的占用的土地面积。同时，直接在熔盐储罐1内设置电加热件4，可以有效避免熔盐外部循环流动可能存在的低温堵塞的风险，提升了该熔盐蒸汽发生系统100的日常维护和整修的便捷性，而且在停机后再次启用时具有不易出故障的优点。
45.因此，本发明实施例的熔盐蒸汽发生系统100具有提升输出蒸汽与用户之间蒸汽的匹配度(适用性)、降低蒸汽使用和设备投入的成本的优点。此外，还具有方便检修和维护的优点。
46.如图1和图2所示，隔热层2为多层，多个隔热层2沿着熔盐储罐1的高度方向(例如，图1中的上下方向)间隔开地设置，以便将容置腔分隔成多个沿高度方向依次设置的熔盐储存分腔。
47.本发明实施例的熔盐蒸汽发生系统100，通过将多个隔热层2沿着熔盐储罐1的高度方向间隔开地设置。在熔盐储罐1体积相同的情况下，可以在一定程度上节省熔盐储罐1的占用的土地面积，具有占用空间减小的优点，由此提升了布置熔盐储罐1的灵活性。
48.可选地，每个隔热层2均水平设置在熔盐储罐1内。
49.如图1和图2所示，在工作状态，不同换热管段之间按照熔盐储存分腔的温度高低顺序依次连通。换言之，其中换热管段与另外的换热管段之间按照熔盐储存分腔内温度由低到高依次连通；换热管段与另外的换热管段之间按照熔盐储存分腔内温度由高到低依次连通。
50.本发明实施例的熔盐蒸汽发生系统100，通过每个换热管段按照熔盐储存分腔的温度高低顺序依次连通，可以对通过换热管段内的水或者蒸汽先进行预热。例如，位于上游的换热管段内的蒸汽在对应地熔盐储存分腔内预热后，再进入位于下游的换热管段，利用温度越相近热量传递热量损失越少的原理，可以降低能量的损失，由此提升了熔盐的热量与蒸汽所含热量的传递效率。
51.如图1和图3所示，熔盐储存分腔的温度沿着由下至上的方向增加，位于熔盐储罐1的顶部的换热管段的出汽口能够与蒸汽母管101的进汽口连通，位于熔盐储罐1的底部的换热管段的进液口能够与水源连通。换言之，相邻的两个熔盐储存分腔，位于较低位置的熔盐
储存分腔的温度低于位于较高位置的熔盐储存分腔的温度，位于熔盐储罐1最下端的换热管段的进液口能够与水源连通且该换热管段内的汽体的温度最低，位于底部的换热管段的汽体的温度最高，位于顶部的熔盐区的换热管段的出汽段能够与蒸汽母管的进汽口连通。
52.本发明实施例的熔盐蒸汽发生系统100，通过熔盐储存分腔的温度沿着由下至上的方向增加，相应的换热管段内的蒸汽按照温度由低到高提升的方向流动，有利于换热管内蒸汽的流动。
53.如图1和图3所示，换热管段的出汽段具有第一出汽口和第二出汽口，其中换热管段的进汽口和与其相邻且位于换热管段上游的换热管段的第一出汽口连通，换热管段的第二出汽口与对应地连通蒸汽分流管6，蒸汽发生系统100还包括多个调节阀7，每个调节阀7对应地设置在蒸汽分流管6上，换热管段的第一出汽口位于调节阀7的上游。
54.本发明实施例的熔盐蒸汽发生系统100，通过设置调节阀7可以控制设置在不同温度的熔盐储存分腔内的换热管5汽体的流量，即通过改变不同温度的蒸汽的流量，可以得到更多的蒸汽的温度，以配合得到更多蒸汽输出温度。
55.换热管段包括管部和三通部，三通上设于第一出汽口和第二出汽口。
56.可选地，调节阀7为电子流量阀。
57.如图1和图4所示，本发明实施例的熔盐蒸汽发生系统100还包括第一控制器91、第二控制器92、电热控制件10、多个温度传感器82及多个蒸汽温压传感器81，多个温度传感器82对应地设置在熔盐储存分腔内以便检测熔盐储存分腔内的熔盐的温度，温度传感器82和电加热件4中的每一者与第二控制器92电连接以便根据检测温度控制电加热件4的加热功率和/或时间，电热控制件10与电加热件4和第二控制器92电连接以便根据控制第二控制器相应的反馈以进行调节电加热件4，蒸汽温压传感器81和调节阀7中的每一者与第一控制器91电连接，以便根据用户对蒸汽的需求，检测相应的蒸汽母管101内的蒸汽的参数，并根据检测到的数据控制调节阀的开启或者关闭。
58.本发明实施例的熔盐蒸汽发生系统100，通过设置的第一控制器91、第二控制器92、多个温度传感器82及多个蒸汽温压传感器81，可以更为精准地控制蒸汽的输出温度，具有提升蒸汽输出温度的精度的优点。
59.例如，隔热层2包括第一隔层21和第二隔层22，第一隔层21和第二隔层22沿熔盐储罐1的高度方向间隔开地设置在容置腔上，以将容置腔分割为第一熔盐区11、第二熔盐区12和第三熔盐区13，第一熔盐区11、第二熔盐区12和第三熔盐区13由下至上依次设置，换热管段的换热段、电加热件4、温度传感器82均对应地设置在第一熔盐区11、第二熔盐区12和第三熔盐区13内。
60.可以理解的是，在使用时，在第一熔盐区11、第二熔盐区12和第三熔盐区13均充填熔盐，第一熔盐区11内的熔盐的温度、第二熔盐区12内的熔盐的温度和第三熔盐区13内的熔盐的温度依次增加。
61.电加热件4包括第一加热件41、第二加热件42和第三加热件43，第一加热件41设置在第一熔盐区11，第二加热件42设置在第二熔盐区12内，第三加热件43设置在第二熔盐区12内。
62.换热管5包括第一换热管段51、第二换热管段52和第三换热管段53，第一换热管段51的换热段设置在第一熔盐区11内，第二换热管段52的换热段设置在第二熔盐区12内，第
三换热管段53的换热段设置在第三熔盐区13内。蒸汽分流管6包括第一分流管61、第二分流管62和第三分流管63。
63.具体地，第一换热管段51的进汽段能够与水源相连，第一换热管段51的第一出汽口与第二换热管段52的进汽段连通，第一换热管段51的第二出汽口与第一分流管61的进汽口连通。第二换热管段52的第一出汽口与第三换热管段53的进汽段连通，第二换热管段52的第二出汽口与第二分流管62的进汽口连通。第三换热管段53的第二出汽口与第三分流管63的进汽口连通。第一分流管61的出汽口、第二分流管62的出汽口和第三分流管63的出汽口中的每一者均能够与蒸汽母管的进汽口连通。
64.调节阀7包括第一阀71、第二阀72和第三阀73，第一阀71设置在第一分流管61上，第二阀72设置在第二分流管62上，第三阀73设置在第三分流管63上。
65.具体地，将水源通过第一换热管段51的进水口进入第一换热管段51的换热段，并在第一熔盐区11将相应的液体变成汽体，在第一换热管段51的换热段产生的汽体通过第一换热管段51的出汽段通入第二换热管段52和/或者通过第一分流管61流入蒸汽母管的进汽口。通入第二换热管段52内的蒸汽可以直接通入第三换热管段52和/或者通过第二分流管61流入蒸汽母管的进汽口。通入第三换热管段52内的蒸汽通过第三分流管61流入蒸汽母管的进汽口。
66.本发明实施例的熔盐蒸汽发生系统100，通过设置第一隔层21和第二隔层22的隔热层2，可以在兼顾得到更多温度输出温度的同时，简化该蒸汽发生系统100的配置。由此具有结构简单、适用性好的优点。
67.如图1和图2所示，每个换热管段均为加热盘管。
68.本发明实施例的熔盐蒸汽发生系统100，通过将换热管段设置为加热盘管，可以增加换热面积，进而提升热传导的效率。由此提升蒸汽的产出效率。
69.如图1和图3所示，每个换热管段的进液口和出汽口伸出熔盐储罐1。可以理解的是，进汽段的一部分伸出熔盐储罐1，出汽段的一部分伸出熔盐储罐1，蒸汽分流管6与换热管段连接处设置在熔盐储罐1的外。
70.本发明实施例的熔盐蒸汽发生系统100，通过蒸汽分流管6与换热管段连接处设置在熔盐储罐1外，方便蒸汽分流管6和对应的换热管段之间安装和密封。
71.如图1和图3所示，每个换热管段的出汽口邻近换热管段所对应的熔盐储存分腔的上端，每个换热管段的进液口邻近换热管段所对应的熔盐储存分腔的下端。换言之，每个换热管段的进汽段位于该换热管段的出汽段的上方。可以理解的是，其中相邻的两个换热管段，其中一个换热管段的进汽段与另一个换热管段的出汽段临近。
72.本发明实施例的熔盐蒸汽发生系统100，通过每个换热管段的出汽口邻近换热管段所对应的熔盐储存分腔的上端，可以缩短相邻的两个换热管段(该换热管段的出汽段与下一个热管段的进汽段)之间的间距。进而缩减位于熔盐储罐1外侧部分的换热管的长度，减少了换热管不必要的热损失，减少换热管5总长度的优点，因此本发明实施例的熔盐蒸汽发生系统100具有进一步节省造价和降低热损失的优点。
73.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或
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装置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。
74.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
75.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
76.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
77.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
78.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。