高温型储能蓄热电锅炉的制作方法

本发明涉及一种电锅炉，尤其是一种高温型储能蓄热电锅炉。

背景技术：

电热锅炉是以电力为能源将电能转化成为热能后向外输出具有一定压力和温度的蒸汽或热水。储能蓄热电锅炉则是以电锅炉为基础，利用供电峰谷电价差在夜间开启设备将热媒加热并将能量储存起来，在电力高峰时段关闭电锅炉，将存储的热量释放出来向热用户供热。这种利用谷电作为能源的供热系统不仅体现在企业能源成本的良好经济性，同时也对电网的削峰填谷有着积极作用。

当前市场上使用的储能蓄热电锅炉多是用水储热或利用镁铁氧化物固体储热。用水作为储热介质的系统一般更多应用在常压系统或小规模的承压系统。固体储热则通过风机直吹储热介质将热量释放出来。由于氧化镁耐温性良好，可利用温差大具有一定的经济性，当前在采暖应用上有所突破和拓展。但无论是水蓄热或氧化镁蓄热都是利用物质的显热，具有储能密度低、占用空间大的缺陷，因此在应用上受到了限制。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中电热锅炉所存在的缺陷，提供一种高温型储能蓄热电锅炉，可提供高温蒸汽和热水供用户使用。具有启停速度快、安全可靠的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种可供应用户高温蒸汽或高温热水的储能蓄热电锅炉，主体包括由一个或多个蓄热器并联的蓄热系统、汽包、循环泵、注水泵组件。其中蓄热器为主要蓄热存储设备，安装位置在汽包上部。蓄热器内部腔体安装电加热元件、高温蓄热物质以及多组换热盘管。其中电加热元件位于换热盘管中心，与蓄热器盖板固定，并且在电加热元件保护套管上可选择安装翅片。高温蓄热物质为高熔解热的相变材料，包括熔盐、金属合金等。在蓄热器底部焊接盘管管箱，盘管管箱通过管箱隔板分割成两个独立腔体，换热盘管两端分别与高温水入口管箱接管和高温水出口管箱接管相连；汽包内饱和水通过循环泵泵入蓄热器换热后回流，并从汽包顶部引出高温饱和蒸汽，从底部引出高温热水，补水由注水泵完成。

附图说明

附图1为储能蓄热电锅炉蓄热器，图中标注：101-蓄热器外壳；102-电加热元件；103-蓄热物质；104-换热盘管；105-高温水入口；106-高温水出口；107-管箱隔板；108-蓄热器法兰；109-蓄热器盖板；110-压力传感器；111-温度传感器；112-安全阀；113-管板；114-盘管管箱。

附图2为盘管管箱示意图，图中标注：201-高温水入口管箱接管；202-高温水出口管箱接管；203-管板；204-管箱隔板。

附图3为储能蓄热电锅炉系统示意图，图中标注：301-蓄热器；302-汽包；303-循环泵；304-注水泵；305-循环水出水管道；306-循环回流水管道；307-蒸汽出口管道；308-热水出口管道；309-压力传感器；310-温度传感器；311-安全阀；312-液位传感器；313-排污口；314-循环水出口管道；315-补水管道。

附图4为电加热元件示意图，图中标注：401-电加热元件外部套管；402-电加热元件加热芯；403-翅片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明加以说明：

一种新型储能蓄热电锅炉，可根据需要供应给用户高温蒸汽或高温热水，主体包括蓄热器(301)、汽包(302)、循环泵(303)、注水泵(304)组件。

蓄热器(301)为主要蓄热存储设备，安装位置要求高于汽包(302)顶部，以便于高温水能够完全回流到汽包(302)，在蓄热器(301)内无滞留。根据安装容量需求以及放热功率需求，可采用一个或多个蓄热器(301)并联组成蓄热系统同时或分别储热和供热。在每个蓄热器(301)内部腔体安装电加热元件(102)、高温蓄热物质(103)以及多组换热盘管(104)。其中电加热元件(102)可选择电阻式或辐射式来加热，位于换热盘管(104)中心，与蓄热器(301)顶部蓄热器盖板(109)固定，并且在电加热元件外部套管(401)上可选择安装翅片(403)。

蓄热物质(103)为高熔解热的相变材料，包括对设备低腐蚀性的熔盐如硝酸钠、硝酸钾、亚硝酸钠的混合物或纯净物，也可以是如铝硅合金等金属合金。

蓄热器(301)底部焊接盘管管箱(114)，盘管管箱(114)通过一块垂直管箱隔板(204)将盘管管箱(114)均分割成两个独立腔体，而换热盘管(104)两端分别与高温水入口管箱接管(201)和高温水出口管箱接管(202)相连。

汽包(302)顶部共有四个接管，分别为蒸汽出口管道(307)、循环回流水管道(306)、压力传感器(309)接口、安全阀(311)接口。汽包(302)底部接管包括热水出口管道(308)、循环水出口管道(314)、补水管道(315)、排污口(313)。

汽包(302)内高温饱和水通过循环泵(303)泵入蓄热器(301)换热后回流到汽包(302)内。由于高温水吸热温度升高重新返回汽包(302)后小部分闪蒸为蒸汽，大部分为液态水。为了得到更多的能量和蒸汽，需要以一定的循环倍率进行换热，因此可选择多台蓄热器(301)并联换热。防止携带出更多的液态水，蒸汽出口管道(307)应设置汽水分离装置。汽包(302)内为饱和水，为防止汽蚀造成循环泵(303)损坏，循环泵(303)安装位置应低于汽包(302)底部1.5米以上。系统补水由注水泵(304)完成，注水泵(304)类型优选柱塞泵。为了防止高温水内氧气对设备造成腐蚀，需在汽包(302)或管道设置加药除氧或泡沫铁除氧。

蓄热器(301)罐体本身在真空或低压氮气保护条件下运行，但为防止换热盘管(104)破漏导致高温水进入蓄热器(301)内造成压力迅速升高，因此蓄热器(301)设置安全阀(112)。另外蓄热器(301)安装了压力传感器(110)用来监测设备压力，安装了温度传感器(111)监测温度。汽包(302)同样设置了安全阀(311)、压力传感器(309)、温度传感器(310)和液位传感器(312)。汽包(302)内的压力由换热量决定，具体可通过循环泵(303)的流量以及蓄热器(301)投放数量控制。汽包(302)液位则由注水泵(304)流量来控制和维持。当循环泵(303)停止后，蓄热器(301)中换热盘管(104)内的水由于重力作用，会自流到汽包(302)，不会造成系统过压带来安全隐患。另外该设备汽包(302)小，具有启停速度快、安全可靠的特点。

技术特征：

1.一种高温型储能蓄热电锅炉，可提供高温蒸汽和热水供用户使用，其特征在于：设备主体涉及蓄热器、汽包、循环泵、注水泵组件；其中蓄热器为主要蓄热存储设备，内部腔体安装电加热元件、高温蓄热物质以及多组换热盘管及盘管管箱。

2.根据权利要求1所述的蓄热器，可以为单独设备也可以多个蓄热器并联进行蓄热和放热。

3.根据权利要求1所述的蓄热器，其安装底部位置要高于汽包顶部。

4.根据权利要求1所述的电加热元件安装位置位于换热盘管中心，与蓄热器盖板固定，并且在电加热元件保护套管上可选择安装翅片。

5.根据权利要求1所述的高温蓄热物质为高熔解热的相变材料，包括对设备低腐蚀性的熔盐或金属合金。

6.根据权利要求1所述的盘管管箱，焊接在蓄热器底部，盘管管箱通过一块垂直管箱隔板将均分割成两个独立腔体，而换热盘管两端分别与高温水入口管箱接管和高温水出口管箱接管相连。

7.根据权利要求1所述的注水泵优选柱塞泵。

技术总结
本发明涉及一种可供应用户高温蒸汽或高温热水的储能蓄热电锅炉，包括蓄热器、汽包、循环泵、注水泵组件；蓄热器安放于汽包上部，内部腔体安装电加热元件、高温蓄热物质以及多组换热盘管；在蓄热器底部焊接盘管管箱，盘管管箱通过管箱隔板分割成两个独立腔体，换热盘管两端分别与盘管管箱接管相连；汽包内饱和水通过循环泵泵入蓄热器换热后回流，并从汽包顶部引出高温饱和蒸汽，从底部引出高温热水，补水由注水泵完成。该方法成功实现可供高温蒸汽和热水给用户使用，并且具有启停速度快、安全可靠的特点。

技术研发人员：肖丰;万荣南;周荣莹
受保护的技术使用者：江苏瑞旭新能源科技有限公司
技术研发日：2018.10.25
技术公布日：2020.05.05