一种提高有效蓄热容积的熔盐储能装置的制作方法

本实用新型属于储能技术领域，尤其涉及一种提高有效蓄热容积的熔盐储能装置。

背景技术：

熔盐罐是一种储能装置，它是熔盐蓄热系统的主要设备之一。目前，熔盐蓄热系统主要采用双罐系统，即蓄热系统中设置有高温熔盐罐和低温熔盐罐。蓄热过程中，低温熔盐罐的熔盐被输送至热源端换热设备中加热变成高温熔盐，随后高温熔盐储存在高温熔盐罐中，需要用热时，高温熔盐从高温储盐罐中输出并进入用热端换热设备进行热交换，释放热量后变成低温熔盐回到低温储盐罐中继续下一回循环。

随着熔盐蓄热技术的不断成熟和发展，熔盐蓄热系统在工程应用上的规模越来越大，相应地也要求配置大容量的熔盐罐来维持系统的运行。为了防止熔盐罐中熔盐凝固，通常在熔盐罐底部设置浸没式电加热器对罐中蓄热熔盐直接进行加热，使熔盐温度不低于其凝固点温度，因此需要在熔盐罐底部预留一定深度的熔盐将电加热器的金属部件浸没。例如，在美国加利福尼亚州的太阳能热发电试验电站Solar Two的双罐熔盐蓄热系统中，每个熔盐罐都有约1米深的熔盐长期残留在罐底，导致熔盐罐的有效蓄热容积仅有罐容积的85％。预留在熔盐罐底部的熔盐不能用于蓄热换热，属于无效熔盐，且熔盐罐的体积越大，无效熔盐量也就越大，这将导致熔盐蓄热系统的蓄热性能降低，以及投资成本增加。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN20298422U，公告日2013-05-08，提供了一种熔盐储热装置，其特征是主熔盐罐的底部与副熔盐罐的底部通过连接管道连通，熔盐泵安装在副熔盐罐的出料口处，通过主熔盐罐和副熔盐罐共同存储熔盐，主熔盐罐的主要作用是储存，副熔盐罐的主要作用是输送；中国专利文献号CN203561259U，公告日2014-04-23，提供了一种节约型熔盐罐，其特征是电加热器设置在圆柱形罐体内底部，熔盐泵吸入管设置在圆柱形罐体内，圆柱形罐体的底部设有圆锥形罐底，圆锥形罐底与圆柱形罐体的连接处位于电加热器的下方，熔盐罐基础与圆锥形罐底之间为中空结构；中国专利文献号CN203572066U，公告日2014-04-30，提供了一种高可利用率的熔盐储存容器，其特征是在两个储罐内设有熔盐，每个储罐顶部设有液下泵，两个液下泵之间设有熔盐加热器，储罐的底部为阶梯底部，液下泵的叶轮置于阶梯底部最低处。

然而，上述现有技术要么设备占地面积较大，投资成本较高，要么制造工艺复杂，改进优势不明显，因而限制了相应技术方案的推广应用。

技术实现要素：

本实用新型提供一种提高有效蓄热容积的熔盐储能装置，可达到固体与液体蓄热介质相组合、蓄热性能好、有效蓄热容积大、结构简单、成本低廉的有益效果。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本实用新型提供一种提高有效蓄热容积的熔盐储能装置，一种提高有效蓄热容积的熔盐储能装置，由顶盖2、壳体3和底板4焊接而成的储盐罐1，熔盐泵5，搅拌器6，电加热器7，蓄热砖8，入料口9，入盐口10，人孔11，排空口12，视镜孔13，热电偶14，排盐口15和保温层16组成。所述储盐罐1内部底端设有蓄热砖8，所述储盐罐1的壳体3底部设有排盐口15和电加热器7，所述储盐罐1的顶盖2上设有熔盐泵5，搅拌器6，人孔11，视镜孔13，排空口12，入料口9，入盐口10和热电偶14，所述储盐罐1的顶盖2和壳体3外侧设有保温层16。

特别的，所述熔盐泵5和搅拌器6安装在储盐罐的顶盖2上。

特别的，所述蓄热砖8属于固体蓄热介质，由陶土材料如氧化镁(MgO)、氧化铝矾土(Al₂O₃)、氧化硅(SiO₂)或其组合制造而成；所述熔盐为两种或两种以上无机盐混合物的熔融态液体。

特别的，所述熔盐泵5为立式液下泵，其吸入口的安装高度在电加热器的安装高度之上。

特别的，所述搅拌器6为推进式搅拌器，位于储盐罐的中心轴上。

特别的，所述保温层16设置在储盐罐1的顶盖2和壳体3的外表面，由硅酸铝纤维毡、无石棉硅酸钙或气凝胶毡制成。

特别的，所述蓄热砖8布置在电加热器7的四周，电加热器7与蓄热砖8之间存在10～20mm的间隙；所述电加热器7为浸没式电加热器。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型采用导热性能好、比热容较高以及价格低廉的蓄热砖替代了用于浸没电加热器的大部分无效熔盐，不仅能够满足蓄热需求，还可提高有效蓄热容积，降低投资成本，具有很好的工程应用价值，适合大规模推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图2是本实用新型的右视图；

图3是本实用新型的俯视图；

图4是本实用新型的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步描述：

图中1-储盐罐，2-顶盖，3-壳体，4-底板，5-熔盐泵，6-搅拌器，7-电加热器，8-蓄热砖，9-入料口，10-入盐口，11-人孔，12-排空口，13-视镜孔，14-热电偶，15-排盐口，16-保温层。

实施例：

本实用新型由顶盖2、壳体3和底板4焊接而成的储盐罐1，熔盐泵5，搅拌器6，电加热器7，蓄热砖8，入料口9，入盐口10，人孔11，排空口12，视镜孔13，热电偶14，排盐口15和保温层16组成；所述储盐罐1内部底端设有蓄热砖8，所述储盐罐1的壳体3底部设有排盐口15和电加热器7，所述储盐罐1的顶盖2上设有熔盐泵5，搅拌器6，人孔11，视镜孔13，排空口12，入料口9，入盐口10和热电偶14，所述储盐罐1的顶盖2和壳体3外侧设有保温层16。

所述熔盐泵5和搅拌器6安装在储盐罐的顶盖2上。

所述蓄热砖8属于固体蓄热介质，由陶土材料如氧化镁(MgO)、氧化铝矾土(Al₂O₃)、氧化硅(SiO₂)或其组合制造而成；所述熔盐为两种或两种以上无机盐混合物的熔融态液体。

所述熔盐泵5为立式液下泵，其吸入口的安装高度在电加热器的安装高度之上。

所述搅拌器6为推进式搅拌器，位于储盐罐的中心轴上。

所述保温层16设置在储盐罐1的顶盖和壳体3的外表面，由硅酸铝纤维毡、无石棉硅酸钙或气凝胶毡制成。

所述蓄热砖8布置在电加热器7的四周，电加热器7与蓄热砖8之间存在10～20mm的间隙；所述电加热器7为浸没式电加热器。

实施例1：

如图1所示，本实施例包括：包括储盐罐、熔盐泵、搅拌器、电加热器、蓄热砖和保温层，所述储盐罐由顶盖、壳体以及底板组成，储盐罐的顶盖上设有入料口、入盐口、人孔、排空口、视镜孔、热电偶、熔盐泵和搅拌器，储盐罐的壳体底部设有排盐口，储盐罐的内底部设置有电加热器和蓄热砖。

所述熔盐泵为立式液下泵，其吸入口的安装高度在电加热器的安装高度之上；搅拌器为推进式搅拌器，其处于储盐罐的中心轴上；电加热器为浸没式电加热器；保温层为硅酸铝纤维毡、无石棉硅酸钙或气凝胶毡，其设置在储盐罐的顶盖和壳体的外表面。

所述蓄热砖是一种固体蓄热材料，也就是陶土材料如氧化镁(MgO)、氧化铝矾土(Al₂O₃)、氧化硅(SiO₂)或其组合。

所述蓄热砖布置在电加热器的四周，电加热器与蓄热砖之间存在10～20mm的间隙，熔盐泵和搅拌器的正底下不设置蓄热砖，以保证熔盐泵与搅拌器的稳定运行。

在本实施例中，所述固液蓄热介质组合式储能装置作为太阳能热发电站熔盐传热蓄热系统或熔盐蓄热式电加热供暖系统的低温熔盐罐。为了保证低温熔盐罐中的熔盐温度不低于其凝固点温度，需要采用电加热器对熔盐进行加热，以防止熔盐凝固。首先开启电加热器，电加热器将电能转换为热能并传递给熔盐和蓄热砖，使熔盐罐内的温度保持在设定值以上。在加热过程中，通过搅拌器的搅拌作用使储盐罐内不同空间位置的熔盐温度均匀分布，达到消除罐内温度梯度的效果。

实施例2：

与实施例1的特征相同，所述固液蓄热介质组合式储能装置作为熔盐蓄热式电加热供暖系统的高温熔盐罐。在电力系统用电低谷时段，开启电加热器对熔盐和蓄热砖进行加热，低温熔盐升温后变成高温熔盐，然后熔盐泵将高温熔盐输送至用热端换热设备加热循环水供热用户采暖。

以上通过实施例对本实用新型的进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡利用本实用新型所述的技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型技术方案的启发下，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖保护范围之内。