一种熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置的制作方法

1.本实用新型涉及熔盐储能技术领域，特别是涉及一种熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置。


背景技术：

2.熔盐是盐类物质熔化后形成的熔融体，例如碱金属、碱土金属的卤化物、硝酸盐、硫酸盐的熔融体，熔盐在标准温度和大气压下呈固态，在温度升高并达到熔点后，熔盐会转变为液态。熔盐的工作温度范围广、热熔大、热稳定性好，在蓄热储能技术领域具有很大的优势，已将得到了广泛的应用，尤其是在熔盐蓄热装置和熔盐蒸汽发生装置中的应用。
3.现有的熔盐蓄热和蒸汽发生装置中，都将蒸汽发生系统设置在了熔盐罐的内部，蒸汽发生系统一般为螺旋盘管，螺旋盘管长时间在高温下工作容易出现疲劳渗漏，由于熔盐罐内的熔盐温度一般为250～500℃，渗漏的水会在瞬间气化，一旦渗漏量达到一定指标，短时间产生的蒸汽量过大，会导致熔盐罐内的压力迅速升高，熔盐罐一般为常压设计，罐内压力过高时可能导致发生爆裂事故。
4.现有的熔盐蓄热方式是依靠熔盐在重力作用下形成稳定的斜温层，低温熔盐在熔盐罐的下部，高温熔盐在上部，从上至下呈现稳定的温度梯度分布，此方法对熔盐进出口处的流量精度方面有苛刻的要求，一旦发生斜温层破坏，熔盐罐内的熔盐混合达到温度一致，熔盐就失去了蓄热功能。并且此方法对设备的稳定性和晃动指标有很高的要求，不适用于小型移动分布式场景。熔盐的加热需要依靠外置加热器，增加了设备的成本。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置，其能够实现对熔盐的加热、储能和蒸汽发生，提高设备的安全性，降低设备的成本。
6.为实现上述目的及其它相关目的，本实用新型提供一种熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置，其包括：
7.熔盐储罐，所述熔盐储罐的外侧设有保温层；
8.熔盐循环装置，所述熔盐循环装置通过管道与所述熔盐储罐的顶部和底部连接；
9.蒸汽发生装置，所述蒸汽发生装置安装在所述熔盐储罐侧表面的外侧，所述蒸汽发生装置位于所述保温层内，所述蒸汽发生装置的入口位于所述熔盐储罐侧表面的底部，所述蒸汽发生装置的出口位于所述熔盐储罐侧表面的顶部；
10.熔盐加热装置，所述熔盐加热装置包括若干电加热器，所述电加热器设置在所述熔盐储罐内，所述电加热器的上端与所述熔盐储罐的上表面连接，所述电加热器的下端到所述熔盐储罐底面的距离为100～400毫米；
11.温度测量装置，所述温度测量装置有若干个，所述温度测量装置分别安装在所述熔盐储罐内壁的上部、中部和下部。
12.在本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置一示例中，所述蒸汽发生装置包
括螺旋换热盘管、入口管和出口管，所述螺旋换热盘管的横截面为半圆形，所述螺旋换热盘管与所述熔盐储罐的侧表面连接，所述螺旋换热盘管的下口与所述入口管连接，所述螺旋换热盘管的上口与所述出口管连接。
13.在本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置一示例中，所述电加热器为圆条形，所述电加热器均匀分布在所述熔盐储罐内。
14.在本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置一示例中，所述熔盐储罐的上表面上设有若干电加热器安装孔，所述电加热器安装在所述电加热器安装孔内。
15.在本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置一示例中，所述熔盐循环装置包括熔盐循环泵和熔盐循环管道，所述熔盐循环泵的入口通过所述熔盐循环管道与所述熔盐储罐侧表面的底部连接，所述熔盐循环泵的出口通过所述熔盐循环管道与所述熔盐储罐的上表面连接。
16.在本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置一示例中，所述熔盐循环管道与所述熔盐储罐上表面的中心连接。
17.在本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置一示例中，所述熔盐循环管道外侧设有保温棉。
18.在本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置一示例中，所述熔盐储罐侧表面的内壁上设有换热肋片，所述换热肋片需要根据熔盐储罐的大小和换热效率进行添加。
19.在本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置一示例中，所述换热肋片为长方形，所述换热肋片均匀的分布在所述熔盐储罐的侧表面上。
20.在本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置一示例中，所述熔盐储罐的横截面为圆形。
21.在本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置一示例中，所述熔盐储罐的横截面的两端为半圆形、中间为矩形。
22.在本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置一示例中，所述温度测量装置包括温度传感器和温度显示器，所述温度传感器安装在所述熔盐储罐侧表面的内壁上，所述温度传感器与所述温度显示器电连接。
23.本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置将熔盐的加热、储能和蒸汽发生功能集成为一体，将蒸汽发生装置设置在熔盐储罐的外侧，可以提高设备的安全性能，利用风电弃电、光伏弃电或市电谷电对熔盐加热装置供电，通过熔盐加热装置对熔盐进行加热，将电能转换为热能储存起来，无需熔盐形成稳定的斜温层，对设备本身的设计指标要求交底，能够有效降低成本，提高设备对环境的适应性，在需要时利用蒸汽发生装置进行热交换，利用熔盐对冷水进行加热，可以输出热水或蒸汽，能够满足城市供暖以及工业生产等需求，从而提高能源的综合利用率，降低污染物的排放，达到保护环境的目的。
附图说明
24.图1为本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置的结构示意图；
25.图2为本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置的内部结构示意图；
26.图3为本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置一实施例中熔盐储罐的结构示意图；
27.图4为本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置另一实施例中熔盐储罐的结构示意图。
28.元件标号说明：
29.100
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
熔盐储罐
30.110
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
保温层
31.200
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
熔盐循环装置
32.210
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
熔盐循环泵
33.220
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
熔盐循环管道
34.300
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
蒸汽发生装置
35.310
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
螺旋换热盘管
36.320
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
入口管
37.330
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
出口管
38.400
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
熔盐加热装置
39.410
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电加热器
40.500
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
温度传感器
41.600
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
换热肋片
42.700
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
基底
具体实施方式
43.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本实用新型实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本实用新型的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
44.当实施例给出数值范围时，应理解，除非本实用新型另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本实用新型中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本实用新型的记载，还可以使用与本实用新型实施例中的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本实用新型。
45.请参阅图1和图2，图1为本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置的结构示意图；图2为本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置的内部结构示意图。本实用新型提供一种熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置，其包括：熔盐储罐100、熔盐循环装置200、蒸汽发生装置300、熔盐加热装置400和温度测量装置。所述熔盐储罐100的外侧设有保温层110，所述熔盐循环装置200通过管道与所述熔盐储罐100的顶部和底部连接，所述蒸汽发生装置300安装在所述熔盐储罐100侧表面的外侧，并位于所述保温层110内，所述蒸汽发生装置300的入口位于所述熔盐储罐100侧表面的底部，所述蒸汽发生装置300的出口位于所述熔盐储罐100侧表面的顶部，所述熔盐加热装置400包括若干电加热器410，所述电加热器
410设置在所述熔盐储罐100内，所述电加热器410的上端与所述熔盐储罐100的上表面连接，所述电加热器410的下端到所述熔盐储罐100底面的距离为100～400毫米，所述温度测量装置有若干个，所述温度测量装置分别安装在所述熔盐储罐100内壁的上部、中部和下部。
46.所述熔盐储罐100设置在所述基底700上，利用风电弃电、光伏弃电或市电谷电对所述熔盐加热装置400供电，通过所述电加热器410对所述熔盐储罐100内的熔盐进行加热，将电能转换为热能储存在所述熔盐储罐100内，需要释放热能时，向所述蒸汽发生装置300通入冷水，利用熔盐加热冷水完成热交换，将熔盐的热能释放，输出热水或蒸气并加以利用，从而提高能源的综合利用率。所述蒸汽发生装置300安装在所述熔盐储罐100的外侧，可以避免所述蒸汽发生装置300因长时间在高温下使用产生泄露带来的风险，提高设备的安全性能。利用所述熔盐加热装置400对熔盐进行加热，通过所述温度测量装置对熔盐的温度进行监测，通过所述熔盐循环装置200进行循环，将低温熔盐和高温熔盐混合，避免局部熔盐因温度过低产生凝固，能够有效提高换热效率。
47.请参阅图1和图2，在本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置一示例中，所述蒸汽发生装置300包括螺旋换热盘管310、入口管320和出口管330，所述螺旋换热盘管310的横截面为半圆形，所述螺旋换热盘管310与所述熔盐储罐100的侧表面连接，所述螺旋换热盘管310的下口与所述入口管320连接，所述螺旋换热盘管310的上口与所述出口管330连接。所述螺栓换热盘管310为半圆形，并且半圆形一侧与所述熔盐储罐100的侧表面连接，能够有效增大换热面积，提升换热速率。
48.请参阅图2，在本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置一示例中，所述电加热器410为圆条形，所述电加热器410均匀分布在所述熔盐储罐100内。所述熔盐储罐100的上表面上设有若干电加热器安装孔，所述电加热器410安装在所述电加热器安装孔内。所述电加热器410可拆卸，方便检修和更换，所述电加热器410与所述熔盐储罐100的底面预留有安全距离。
49.请参阅图1和图2，在本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置一示例中，所述熔盐循环装置200包括熔盐循环泵210和熔盐循环管道220，所述熔盐循环泵210的入口通过所述熔盐循环管道220与所述熔盐储罐100侧表面的底部连接，所述熔盐循环泵210的出口通过所述熔盐循环管道220与所述熔盐储罐100的上表面连接。所述熔盐循环管道220与所述熔盐储罐100上表面的中心连接。所述熔盐循环管道220外侧设有保温棉。
50.请参阅图2至图4，图3为本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置一实施例中熔盐储罐的结构示意图，图4为本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置另一实施例中熔盐储罐的结构示意图。在本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置一示例中，所述熔盐储罐100侧表面的内壁上设有换热肋片600。所述换热肋片600为长方形，所述换热肋片600均匀的分布在所述熔盐储罐100的侧表面上。所述换热肋片600能够将所述熔盐储罐100中心位置的熔盐的热量传递至所述熔盐储罐100表面，能够有效增加换热能力。所述换热肋片600可以根据所述熔盐储罐100的大小和换热效果适量添加。
51.请参阅图3，在本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置一示例中，所述熔盐储罐100的横截面为圆形。
52.请参阅图4，在本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置一示例中，所述熔盐
储罐100的横截面的两端为半圆形、中间为矩形。
53.请参阅图2，在本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置一示例中，所述温度测量装置包括温度传感器500和温度显示器，所述温度传感器500安装在所述熔盐储罐100侧表面的内壁上，所述温度传感器500与所述温度显示器电连接。通过所述温度传感器500可以掌握所述熔盐储罐100内熔盐各部位的温度，及时启动所述熔盐循环装置200对熔盐进行循环，以避免熔盐温度过低凝固，影响热交换效率。
54.本实用新型熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置将熔盐的加热、储能和蒸汽发生功能集成为一体，将蒸汽发生装置300设置在熔盐储罐100的外侧，可以提高设备的安全性能，利用风电弃电、光伏弃电或市电谷电对熔盐加热装置400供电，通过熔盐加热装置400对熔盐进行加热，将电能转换为热能储存起来，无需熔盐形成稳定的斜温层，对设备本身的设计指标要求交底，能够有效降低成本，提高设备对环境的适应性，在需要时利用蒸汽发生装置300进行热交换，利用熔盐对冷水进行加热，可以输出热水或蒸汽，能够满足城市供暖以及工业生产等需求，从而提高能源的综合利用率，降低污染物的排放，达到保护环境的目的。
55.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。