一种固液蓄热介质组合式熔盐储罐的制作方法

本实用新型属于储能技术领域，涉及一种固液蓄热介质组合式熔盐储罐，具体涉及一种由蓄热砖或蓄热材料和蓄热熔盐组成的可应用于熔盐传热蓄热系统的熔盐储罐。

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使用。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中存在的设备占地面积较大，投资成本较高或者制造工艺复杂，改进优势不明显等技术问题，提供一种固液蓄热介质组合式熔盐储罐，固体与液体蓄热介质相组合、蓄热性能好、结构简单且成本低廉。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种固液蓄热介质组合式熔盐储罐，包括储盐罐、保温层、电加热器、辅助储能槽、熔盐泵、搅拌器、入盐口、排盐口、熔盐、顶盖、壳体和底板，

所述储盐罐的顶端设有顶盖，所述顶盖的中心嵌入设有搅拌器，所述顶盖的表面位于搅拌器与入盐口的中心线之间嵌入设有熔盐泵；

所述储盐罐的内壁为壳体；所述壳体的外表面和顶盖的外表面均设有保温层，所述储盐罐的内部底端设有底板，所述底板设有辅助储能槽；

所述储盐罐的下部一侧穿过保温层和壳体嵌入设有排盐口和电加热器，所述电加热器位于辅助储能槽的上方。

作为优选，所述电加热器为浸没式电加热器。

作为优选，所述保温层的材质为硅酸铝纤维毡、无石棉硅酸钙或气凝胶毡。

作为优选，所述电加热器与辅助储能槽之间存在10～20mm的间隙，所述的辅助储热槽4的材质与储盐罐的材质相同。

作为优选，所述辅助储热槽内部摆放或填充蓄热砖或蓄热材料，材质为氧化镁 (MgO)、氧化铝矾土(Al₂O₃)、氧化硅(SiO₂)或其组合或其他价格便宜、比热容大、稳定可靠的蓄热材料或其组合。

作为优选，所述熔盐为两种或两种以上无机盐混合物的熔融态液体。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：本实用新型采用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，所述的蓄热砖具有导热性能好，比热容较高的优点，蓄热砖在熔盐传热蓄热系统储能装置中的使用不仅能够满足蓄热需求，还可降低投资成本，有助于本实用新型的大规模推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图2是本实用新型辅助储热槽一种排列方式的剖视图；

图3是本实用新型辅助储热槽另一种排列方式的剖视图；

图4是本实用新型辅助储热槽的结构图；

图5是本实用新型辅助储热槽的爆炸图。

图中1-储盐罐，2-保温层，3-电加热器，4-辅助储能槽，5-熔盐泵，6-搅拌器，7-入盐口，8-排盐口，9-熔盐，10-顶盖，11-壳体，12-底板。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作详细说明。

实施例1：

本实用新型的实施例公开了一种固液蓄热介质组合式熔盐储罐，如图所示，包括储盐罐1、保温层2、电加热器3、辅助储能槽4、熔盐泵5、搅拌器6、入盐口7、排盐口8、熔盐9、顶盖10、壳体11和底板12，

储盐罐1的顶端设有顶盖10，顶盖10的中心嵌入设有搅拌器6，顶盖10的表面位于搅拌器6与入盐口7的中心线之间嵌入设有熔盐泵5；

储盐罐1的内壁为壳体11；壳体11的外表面和顶盖10的外表面均设有保温层 2，储盐罐1的内部底端设有底板12，底板12设有辅助储能槽4；

储盐罐1的下部一侧穿过保温层2和壳体11嵌入设有排盐口8和电加热器3，电加热器3位于辅助储能槽4的上方。

本实施例中，电加热器3为浸没式电加热器。

本实施例中，保温层2的材质为硅酸铝纤维毡、无石棉硅酸钙或气凝胶毡。

本实施例中，电加热器3与辅助储能槽4之间存在10～20mm的间隙，的辅助储热槽4的材质与储盐罐1的材质相同。

本实施例中，辅助储热槽4内部摆放或填充蓄热砖或蓄热材料，材质为氧化镁(MgO)、氧化铝矾土(Al₂O₃)、氧化硅(SiO₂)或其组合或其他价格便宜、比热容大、稳定可靠的蓄热材料或其组合。

本实施例中，熔盐为两种或两种以上无机盐混合物的熔融态液体。

本实施例中，辅助储热槽布置在罐底，并有多种安置排列方式。通常情况下熔盐泵与搅拌器会从熔盐罐顶延伸到罐底，为了防止辅助储热槽阻碍熔盐泵及搅拌器的使用，辅助储热槽有两种设计方案：1)为带有螺纹纽盖的圆形槽，直径为罐体直径的1/3-1/5左右，高度可根据罐体及熔盐储量进行相应的设置，一般为罐体高度的1/6，取3-5个辅助储热槽围绕罐底中心布置，每两个辅助储热槽的间隔为30-50cm；2)为带有中空螺纹纽盖的中空环形槽，直径为罐体直径的1/2左右，高度可根据罐体及熔盐储量进行相应的设置，一般为罐体高度的1/6，布置在罐底中央，环形槽的内圆直径要大于熔盐泵和搅拌器底部的工作范围。

本实施例中，熔盐储罐主要用于储存熔盐传热蓄热系统的蓄热熔盐。

在本实施例中，所述的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，所述的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进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的示例性实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。本实用新型的保护范围由权利要求书限定。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，在本实用新型的实质和保护范围内，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。