一种分离式熔融盐蓄热电锅炉的制作方法

文档序号:14670573发布日期:2018-06-12 19:47阅读:332来源:国知局

技术领域:

本发明涉及一种分离式熔融盐蓄热电锅炉,属于储热、蓄热技术领域。



背景技术:

采用储热、蓄热技术将风电、光电或谷电转化成热能储存起来,在用电高峰时期再将蓄存的热能释放出来用于供暖,解决了弃风弃光的消纳问题,实现“煤改电”,是解决北方雾霾的有效手段。

熔盐使用温度宽、热容量大、蒸汽压低、化学稳定性良好并且价格便宜,是比较优异的蓄热介质,发明专利CN 103940119 A公开了一种单罐蓄能装置及其使用方法,采用单罐蓄热用于供热,该装置采用盘管换热器,换热器设置在罐体内部,低温水从换热器内部流过和熔盐通过管壁间接换热,换热效果一般,并且熔盐具有一定的腐蚀性,会腐蚀换热器,高温熔盐遇水会发生喷溅,大量水分进入熔盐会引起爆炸,安全性较低。对于某些安装位置有限的地区,锅炉只能安装在距离供暖区较远的地方,这样会出现较大的输送热损失。

因而,解决高温熔盐和低温水相互渗漏,提供高效传热提取热能,实现较远距离输送减小输送热损,是现在需要解决的问题。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种分离式熔融盐蓄热电锅炉,采用分离式热管,完全将高温熔盐和水分隔,避免相互渗漏发生爆炸;热管具有良好的传热性能,提高传热效率;分离式热管蒸发段和冷凝段可以较远距离安装,实现热量的远距离输送。

上述的目的通过以下技术方案实现:

一种分离式熔融盐蓄热电锅炉,包括锅炉罐体和换热器,所述的锅炉罐体通过分离式热管连接所述的换热器,所述的分离式热管包括设置在所述的锅炉罐体中的热管蒸发段和设置在所述的换热器中的热管冷凝段,所述的热管蒸发段和所述的热管冷凝段之间通过热管连接管道连接,所述的锅炉罐体里面设置有蓄热介质和浸没式电加热器,所述的锅炉罐体设置了蓄热介质入口和蓄热介质出口,所述的换热器里面设置有传热介质,所述的换热器设置了传热介质入口和传热介质出口。

所述的分离式熔融盐蓄热电锅炉,所述的换热器顶部设置有安全阀。

所述的分离式熔融盐蓄热电锅炉,所述的传热介质进口、传热介质出口、蓄热介质入口和蓄热介质出口处分别设置有阀门。

所述的分离式熔融盐蓄热电锅炉,所述的浸没式电加热器采用螺旋管型加热器或者圆柱形电加热器;螺旋管式电加热器设置在锅炉罐体底部,和锅炉罐体同轴布置;多个圆柱形电加热器均匀分布在锅炉罐体底部对蓄热介质均匀加热。

所述的分离式熔融盐蓄热电锅炉,所述的传热介质采用导热油或者水;所述蓄热介质采用熔盐。

所述的分离式熔融盐蓄热电锅炉,所述的锅炉罐体和所述的换热器外部均设置有保温层。

本发明所产生的有益效果:

1.本发明采用热管换热器,传热性好,能够快速提取热能,实现高效换热。

2.本发明采用分离式热管,将高温熔盐和水有效的隔离,避免了相互渗漏发生爆炸危险,提高了锅炉的安全性能。

3.本发明热管蒸发段和冷凝段可以较远距离安装,实现热量远距离输送损失较少的热量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中:1、锅炉罐体,2、分离式热管,2-1、热管蒸发段,2-2、热管冷凝段,3、浸没式电加热器,4、保温层,5、蓄热介质,6、蓄热介质入口,7、蓄热介质出口,8、阀门a,9、阀门b,10、换热器,11、传热介质,12、传热介质入口,13、传热介质出口,14、安全阀,15、阀门c,16、阀门d。

具体实施方式

下面结合具体实施方式,进一步阐明本发明,应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

图1为本发明的结构示意图,如图1所示,本发明的分离式熔融盐蓄热电锅炉,包括锅炉罐体1和换热器10,所述的锅炉罐体通过分离式热管2连接所述的换热器,所述的分离式热管包括设置在所述的锅炉罐体中的热管蒸发段2-1和设置在所述的换热器中的热管冷凝段2-2,所述的热管蒸发段和所述的热管冷凝段之间通过热管连接管道连接,所述的锅炉罐体里面设置有蓄热介质5和浸没式电加热器3,所述的锅炉罐体分别了蓄热介质入口6和蓄热介质出口7,所述的换热器里面设置有传热介质11,所述的换热器分别连接传热介质入口12和传热介质出口13。浸没式电加热器利用风电、光电或谷电加热锅炉罐体1中蓄热介质5,将电能转化成高温热能储存在锅炉罐体中,在用电高峰时通过分离式热管2将热量快速传到换热器10,传热介质11低温水吸收热量变成高温蒸汽或高温水用于供暖,通过传热介质带走热量,锅炉罐体内温度降低,开启电加热器进行加热循环。

所述的锅炉罐体1内部有热管蒸发段2-1、浸没式电加热器3,内部充注蓄热介质5,罐体上部设置蓄热介质入口6,罐体下部设置蓄热介质出口7,整个锅炉罐体设置保温层4。

所述的分离式热管2具有良好的传热性能,能够快速的将蓄存的热量传到换热器10内部,高效提取储存的热能;分离式热管2分为两部分:热管蒸发段2-1设置在锅炉罐体1内部,热管冷凝段2-2设置在换热器10内部,使得高温熔盐和低温水完全隔离,避免了相互渗漏发生爆炸危险;热管蒸发段2-1和冷凝段2-2可以较远距离安装,能够降低较远距离输送的热量损失。采用显热蓄/放热时,选用热管工作温度高于熔盐凝固点,当锅炉内温度低于熔盐冷凝温度时,热管停止工作,维持锅炉内温度高于熔盐凝固点,熔盐一直处于液态进行显热蓄/放热循环。采用潜热蓄/放热时,选用热管工作温度低于熔盐凝固点,当锅炉内温度低于熔盐凝固点时,热管继续工作传递热量,熔盐开始凝固,潜热蓄/放热过程是熔盐在熔点附近发生固-液相变的过程,在整个蓄/放热循环过程中,熔盐发生固到液,液到固相态的循环。

所述蓄热介质5为熔盐,具有使用温度宽、比热容大、蒸汽压低、化学稳定性良好的特点,并且价格便宜,是很好的蓄热介质,可以进行显热蓄/放热,也可以进行潜热蓄/放热。采用显热蓄/放热,将熔盐加热成液态,并一直维持锅炉罐体的温度高于熔盐的凝固点,利用热管的热开关特性,选用热管工作温度高于熔盐的凝固点,当锅炉罐体内温度低于热管工作温度时,热管停止工作,此时热量无法通过热管传到换热器,从而维持锅炉内温度高于熔盐凝固点,使熔盐一直维持液态进行显热蓄热,可以有效的避免熔盐由于长时间吸放热发生相分离。采用潜热蓄/放热,利用熔盐相变潜热,使熔盐发生固-液相态变化进行吸/放热,选用热管工作温度低于熔盐凝固点,当锅炉内温度低于熔盐凝固点,热管继续工作,锅炉内温度降低,此时熔盐发生相变放热,熔盐由液态逐渐转为固态,蓄/放热量大。

所述的浸没式电加热器3可以是螺旋管型加热器也可以是圆柱形电加热器。螺旋管式电加热器设置在蓄热腔底部,和蓄热腔体同轴布置;多个圆柱形电加热器均匀分布在蓄热腔底部对蓄热介质均匀加热。

所述蓄热介质入口6上设置阀门a8,蓄热介质出口7上设置阀门b9。

所述保温层4包裹锅炉罐体1和换热器10,其材料可以是硅酸铝纤维毡,也可以是气凝胶毡或无石棉硅酸钙。

所述换热器10内部设置热管冷凝段2-2,流过传热介质11,罐体设有传热介质入口12、传热介质出口13、安全阀14。换热器的作用是加热传热介质11,产生高温蒸汽或高温水用于供暖。

所述传热介质11为低温水,当需要供暖时,低温水通入换热器10中和热管冷凝段2-2换热,产生高温蒸汽或高温水,从而带走热量。

所述阀门c15、阀门d16分别安装在传热介质入口12和传热介质出口13上,在放热时开启,使传热介质11通过;在蓄热时关闭。

所述安全阀14在换热器压力过高时进行泄压以保证安全运行。

应当指出,上述实施实例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定,这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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