改进的减腐脱杂循环熔盐设备的制作方法

文档序号:12018299阅读:302来源:国知局

本实用新型涉及太阳能热发电站(CSP)技术中的熔盐装置,尤其是改进的减腐脱杂循环熔盐设备。



背景技术:

太阳能热发电站(CSP),通过反射镜将太阳光汇聚到太阳能收集装置,利用太阳能加热收集装置内的液体或气体传热介质,再加热水形成蒸汽带动或者直接带动发电机发电。熔盐是其中一种重要的传热介质。

熔盐是一种由阴阳离子组成的在高温下呈液态的无机化合物,具有热容量大、流动性好,使用温度高,蒸汽压低等优点。相对于水/水蒸气,如钠或Pb-Bi等液态金属、导热油、氦气或CO2等高温气体等传热介质,熔盐是一种更具经济性和安全性的传蓄热介质。

熔盐需要先在特定温度融化,然后在高温液态下转运至CSP电站的熔盐储罐中,根据电站的设计及运行要求,熔盐熔化装载的相应温度也有不同,如至冷罐,则一般为295℃,至热罐则为595℃。熔盐具有较强的腐蚀性,且高温下易分解。进入CSP系统中的熔盐,如果不解决腐蚀性和稳定性问题,虽然短期内不会对CSP电站的运行造成影响,但熔盐腐蚀与分解长期存在,一旦酿成事故,造成的损失将是不可估量的。

目前,已公开的熔盐熔化装载系统采用的工艺对熔盐原料没有做任何处理,只进行简单的混合及熔化装载,在工艺中只关注熔盐熔化速率和成本,却忽视了熔盐的质量问题,尤其是稳定性和腐蚀性问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种改进的减腐脱杂循环熔盐设备,解决熔盐除杂净化、熔化转运、质量监控以及性能强化的技术问题。

本实用新型的目的将通过以下技术措施来实现:包括加料口、循环泵、循环槽、加热器、熔盐炉、混料螺杆、固液混熔分离罐、搅拌器、固液分离器、输送泵槽、输送泵、稳定剂缓蚀剂熔融炉、熔盐储罐、加料口和上料螺杆;

尤其是,循环槽内部安装加热器和循环泵,循环槽顶部外安装加料口,循环泵通过管路连通熔盐炉,熔盐炉通过管路分别从顶部接入固液混熔分离罐和输送泵槽,固液混熔分离罐内安装搅拌器和固液分离器,输送泵槽上安装输送泵,固液混熔分离罐上段和下端分别通过管路连接回循环槽内,输送泵槽由底部通过管路连接回循环槽内;循环槽通过管路连接熔盐储罐,在循环槽与熔盐储罐之间的管路上连接稳定剂缓蚀剂熔融炉;同时,在固液混熔分离罐旁安装加料口、上料螺杆和混料螺杆,其中,加料口安装在上料螺杆的低端上侧,上料螺杆的高端位于混料螺杆前端到中部的上侧,混料螺杆后端接入固液混熔分离罐顶部;同时,所有管路外套装伴热保温结构。

尤其是,在固液混熔分离罐旁安装A上料口和B上料口,其中,A上料口安装在A上料螺杆的低端上侧,B上料口安装在B上料螺杆的低端上侧,A上料螺杆和B上料口并行安装,A上料螺杆1和B上料口的高端均位于混料螺杆前端到中部的上侧。

尤其是,熔盐炉采用天然气换热器。

尤其是,循环槽顶部外安装循环液位监测仪和循环温度监测仪,循环槽底部安装排盐口;循环泵和熔盐炉之间的管路上安装主熔盐阀;熔盐炉与固液混熔分离罐之间的连通管路上安装换热循环熔盐温度监测仪和内循环熔盐流量计;固液混熔分离罐底部安装排污口连接入循环槽;熔盐炉与输送泵槽之间的连通管路上安装外循环熔盐流量计;输送泵槽顶部安装输送温度监测仪和输送液位监测仪,输送泵槽底部连接回循环槽的管路上安装排盐口;循环槽连接熔盐储罐的管路上安装在线取样口;在循环槽与熔盐储罐之间的管路上通过辅助熔盐阀连接稳定剂缓蚀剂熔融炉;稳定剂缓蚀剂熔融炉上安装辅助熔盐温度监测仪;混料螺杆上安装混料温度监测仪。

尤其是,熔盐炉上安装余热回收装置。

尤其是,上料螺杆采用伴热保温结构,上料螺杆下端设有出气口,上端设有进气口。

本实用新型的优点和效果:采用天然气熔盐换热器和固液混合化盐结构,热效率高,化盐速度快,熔盐槽体积小,启动时间短,系统运行效率高,具有卓越的经济性,熔盐熔化过程中有效去除了关键杂质,提高了熔盐的稳定性,降低了熔盐的腐蚀性;熔盐熔化速度快可达70吨每小时,热效率可高达90%以上;熔盐质量得到有效强化,腐蚀性和稳定性得到显著改善,熔盐槽体积小,整个系统所占空间较小。

附图说明

图1为本实用新型实施例1结构示意图。

附图标记包括:

1-加料口;2-循环液位监测仪;3-循环温度监测仪;4-循环泵;5-循环槽;6-加热器;7-排盐口;8-主熔盐阀;9-熔盐炉;10-换热循环熔盐温度监测仪;11-A上料口,14-B上料口;12-A上料螺杆,15-B上料螺杆;13-A上料温度监测,16-B上料温度监测;17-混料螺杆;18-混料温度监测仪;19-固液混熔分离罐;20-搅拌器;21-固液分离器;22-排污口;23-内循环熔盐流量计,24-外循环熔盐流量计;25-输送泵槽;26-输送泵;27-排盐口;28-输送温度监测仪;29-输送液位监测仪;30-稳定剂缓蚀剂熔融炉;31-辅助熔盐温度监测仪;32-辅助熔盐阀;33-在线取样口;34-熔盐储罐;35-余热回收装置。

具体实施方式

本实用新型原理在于,熔盐熔化装载必须以不耽误工程项目的正常投运为原则,因此熔盐的熔融装载必须具有较大的速率才能满足要求。本实用新型理论和实验都证实,熔盐的腐蚀性和稳定性直接制约熔盐的熔融装载速率,而这是由熔盐中的杂质引起。熔盐原料中存在H2O、Mg、Cl-、SO42-等杂质,导致熔盐腐蚀性和稳定性问题。因此,熔盐腐蚀性和稳定性必须得到有效控制,进入熔盐储罐中的熔盐质量达到相应要求,这些杂质如果在熔盐进入CSP系统储罐前予以去除,可以对CSP电站的稳定运行提供有效保障,此为实现熔盐熔化装载性能效率改善的有效措施。

本实用新型包括:加料口1、循环泵4、循环槽5、加热器6、熔盐炉9、混料螺杆17、固液混熔分离罐19、搅拌器20、固液分离器21、输送泵槽25、输送泵26、稳定剂缓蚀剂熔融炉30、熔盐储罐34、加料口和上料螺杆。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1:如附图1所示,循环槽5内部安装加热器6和循环泵4,循环槽5顶部外安装加料口1,循环泵4通过管路连通熔盐炉9,熔盐炉9通过管路分别从顶部接入固液混熔分离罐19和输送泵槽25,固液混熔分离罐19内安装搅拌器20和固液分离器21,输送泵槽25上安装输送泵26,固液混熔分离罐19上段和下端分别通过管路连接回循环槽5内,输送泵槽25由底部通过管路连接回循环槽5内;循环槽5通过管路连接熔盐储罐34,在循环槽5与熔盐储罐34之间的管路上连接稳定剂缓蚀剂熔融炉30;同时,在固液混熔分离罐19旁安装加料口、上料螺杆和混料螺杆17,其中,加料口安装在上料螺杆的低端上侧,上料螺杆的高端位于混料螺杆17前端到中部的上侧,混料螺杆17后端接入固液混熔分离罐19顶部;同时,所有管路外套装伴热保温结构。

前述中,在固液混熔分离罐19旁安装A上料口11和B上料口14,其中,A上料口11安装在A上料螺杆12的低端上侧,B上料口14安装在B上料螺杆15的低端上侧,A上料螺杆12和B上料口14并行安装,A上料螺杆12和B上料口14的高端均位于混料螺杆17前端到中部的上侧。

前述中,熔盐炉9采用天然气换热器,将从初熔区域出来的熔盐加热到一定温度。

前述中,固液混熔分离罐19顶部有溢流口。

前述中,循环槽5顶部外安装循环液位监测仪2和循环温度监测仪3,循环槽5底部安装排盐口7;循环泵4和熔盐炉9之间的管路上安装主熔盐阀8;熔盐炉9与固液混熔分离罐19之间的连通管路上安装换热循环熔盐温度监测仪10和内循环熔盐流量计23;固液混熔分离罐19底部安装排污口22连接入循环槽5;熔盐炉9与输送泵槽25之间的连通管路上安装外循环熔盐流量计24;输送泵槽25顶部安装输送温度监测仪28和输送液位监测仪29,输送泵槽25底部连接回循环槽5的管路上安装排盐口27;循环槽5连接熔盐储罐34的管路上安装在线取样口33;在循环槽5与熔盐储罐34之间的管路上通过辅助熔盐阀32连接稳定剂缓蚀剂熔融炉30;稳定剂缓蚀剂熔融炉30上安装辅助熔盐温度监测仪31;混料螺杆17上安装混料温度监测仪18。

前述中,熔盐炉9上安装余热回收装置35。

前述中,循环槽5卧式安装,循环槽5两端分别有热电偶连接口,该二热电偶连接口上分别安装电热的加热器6。

前述中,上料螺杆采用伴热保温结构,上料螺杆下端设有出气口,上端设有进气口,混料螺杆不伴热。

本实用新型在工作时:

1)化盐开始时,先启动管路伴热保温,管路液态熔盐伴热保温温度为300-400℃;将部分按比例混合的原料盐加入循环槽5中,当循环槽5中熔盐定量达到设定值时,启动加热器6,将固体盐熔化为液态。

2)当循环槽5中液态盐液位高出循环泵4吸入口300mm-450mm时,启动循环泵4和熔盐炉9。此时主熔盐阀8和换热循环熔盐温度监测仪10及相关循环管路阀门和流量计开启,加料口1逐渐关闭。循环槽5中液态熔盐由循环泵4抽出,经管路输送入熔盐炉9,再分别由顶部进入固液混熔分离罐19和输送泵槽25,然后再分别从固液混熔分离罐19和输送泵槽25返回循环槽5形成循环系统。

3)随着熔盐在熔盐炉9中不断循环加热,当固液混熔分离罐19中熔盐温度达到所需温度时,开启固液混合区上料口,启动上料螺杆采用持续上料方式开始按比例上料,并通过混料螺杆混料后由顶部进入固液混熔分离罐19。上料螺杆伴热保温维持温度为150—300℃。

4)当固液混熔分离罐19中熔盐达到罐体体积的50%时,开启相应阀门和流量计,当输送泵槽25中熔盐高出输送泵26吸入口位置300mm左右时,启动输送泵26,从输送泵槽25中将熔盐输送至并熔盐储罐34,并控制流量。

5)通过检测固液分离器中液面位置和温度情况,调节输出流量大小。

6)在线取样分析,根据分析结果通过稳定剂缓蚀剂熔融炉30添加相应的缓蚀剂与稳定剂。

7)熔融工序结束后:先关停上料螺杆和混料螺杆,再关闭循环泵4,最后关闭输送泵26。

8)打开固液混熔分离罐19底部的排污口22,将熔盐残渣排除。

本实用新型应用可以去除熔盐中的部分关键杂质,同时有效控制熔盐的腐蚀性、强化熔盐稳定性,进而满足熔盐熔化装载速率和经济性要求。

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