一种带过滤装置的熔盐吸热器进口缓冲罐的制作方法

本发明涉及太阳能光热发电的技术领域，更具体地讲，涉及一种带过滤装置的熔盐吸热器进口缓冲罐。

背景技术：

熔盐吸热器是熔盐塔式太阳能发电系统中的核心吸热、换热设备。吸热器的吸热管一般选用小口径管，在运行时若熔盐介质中夹杂有杂质或固体颗粒则非常容易引起小口径吸热管的堵塞，并导致管屏超温爆管事故，而塔式吸热器就位于吸热塔顶部因而检修、维护困难。

为了保证熔盐吸热器的安全稳定运行，需对进入熔盐吸热器的熔盐介质进行过滤净化，常规作法是在熔盐泵入口或吸热器进口端的管道上加装过滤装置，在保护设备的同时避免杂质或固体颗粒进入小口径吸热管。对于熔盐管道系统来说加装过滤装置需要配置伴热及预热系统，使管道系统复杂且不容易检修、置换，需要采用新型过滤装置解决此问题。同时，根据塔式熔盐吸热器系统运行要求，在系统进口端需要设有进口缓冲罐，事故工况时作为熔盐缓冲器使用。

图1示出了现有技术中熔盐吸热器与进口缓冲罐所在系统的流程简图。如图1所示，系统运行时来自低温熔盐储罐的熔盐经上升管首先进入进口缓冲罐并在罐内维持一定液位，经分配后再通过吸热器缓冲罐的出口管进入到吸热器受热面内，熔盐吸热后经下降管回到高温熔盐储罐内。系统启动及热态备用时进口缓冲罐内的熔盐不进入熔盐吸热器受热面而是经旁路管进入下降管系统。实际工程中，需要将进口缓冲罐安装在吸热器受热面的底部，呈吸热器高而进口缓冲罐低的布置结构。

鉴于此，也有专利提出了一种适用于熔盐吸热器系统的过滤装置及其熔盐吸热器系统，其将过滤装置布置在进口缓冲罐中，这样虽无需过滤器的保温及伴热系统，但仅能阻挡杂质进入吸热器，始终不能将过滤捕集的异物从系统内清除。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种能够将熔盐介质在缓冲罐进口处进行流动分配及过滤一体化的带过滤装置的熔盐吸热器进口缓冲罐。

本发明提供了一种带过滤装置的熔盐吸热器进口缓冲罐，所述进口缓冲罐包括缓冲罐本体以及设置在缓冲罐本体上的熔盐进口管组件、熔盐出口管组件和熔盐旁路管组件，其中，所述熔盐进口管组件包括管座、内伸接管和立式过滤装置，所述管座固定在缓冲罐本体上，所述内伸接管的两端分别与管座和立式过滤装置相连，所述立式过滤装置的侧壁上设置有熔盐过滤分配孔且底部为封闭端。

根据本发明带过滤装置的熔盐吸热器进口缓冲罐的一个实施例，所述立式过滤装置为沿着进口缓冲罐的高度方向延伸的熔盐过滤桶，所述熔盐过滤桶包括扩锥段、桶体和封闭端，所述熔盐过滤分配孔均匀分布在所述桶体的侧壁上。

根据本发明带过滤装置的熔盐吸热器进口缓冲罐的一个实施例，所述立式过滤装置底部的封闭端由固定在立式过滤装置底部的法兰盘和可拆卸地与法兰盘连接的盲板法兰组成。

根据本发明带过滤装置的熔盐吸热器进口缓冲罐的一个实施例，所述熔盐出口管组件的进口端设置在进口缓冲罐内靠近下部的位置并且所述熔盐出口管组件在进口缓冲罐内向上延伸至进口缓冲罐的中上部再引出。

根据本发明带过滤装置的熔盐吸热器进口缓冲罐的一个实施例，所述缓冲罐本体内部设置有对所述熔盐进口管组件和熔盐出口管组件进行限位固定的支撑组件，所述熔盐出口管组件也包括设置在缓冲罐本体上的管座，所述熔盐进口管组件的管座和熔盐出口管组件的管座分别通过焊接方式与外部配管连接。

根据本发明带过滤装置的熔盐吸热器进口缓冲罐的一个实施例，所述熔盐旁路管组件设置在所述缓冲罐本体的最底部。

根据本发明带过滤装置的熔盐吸热器进口缓冲罐的一个实施例，所述缓冲罐本体的顶部还设置有压缩空气进口接管座和维修人孔。

根据本发明带过滤装置的熔盐吸热器进口缓冲罐的一个实施例，所述进口缓冲罐的缓冲罐本体通过裙座固定且裙座上留有维修人孔。

根据本发明带过滤装置的熔盐吸热器进口缓冲罐的一个实施例，所述缓冲罐本体的外壁铺设有外保温层且外保温层内设置有伴热组件。

根据本发明带过滤装置的熔盐吸热器进口缓冲罐的一个实施例，所述进口缓冲罐通过熔盐入口管组件和熔盐上升管与低温熔盐储罐相连，通过熔盐出口管组件与熔盐吸热器相连，通过熔盐旁路管组件和下降管与高温熔盐储罐相连。

本发明带过滤装置的熔盐吸热器进口缓冲罐通过将熔盐介质在缓冲罐进口处进行流动分配及过滤一体化处理，分配熔盐流动的情况下还可有效拦截工质中携带的固体颗粒及杂质而不增加任何伴热、保温等辅助设备；此外，熔盐出口管组件布置成内插方式，出口管组件的入口端布置在靠近缓冲罐内底部以增加缓冲罐有效容积，出口管的出口端在罐内向上延伸到缓冲罐中上部再引出从而免除在外侧的保温及伴热系统。

附图说明

图1示出了现有技术中熔盐吸热器与进口缓冲罐所在系统的流程简图。

图2示出了根据本发明示例性实施例的带过滤装置的熔盐吸热器进口缓冲罐的整体结构示意图。

图3示出了根据本发明示例性实施例的带过滤装置的熔盐吸热器进口缓冲罐中立式过滤装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-缓冲罐本体、2-裙座、3-熔盐进口管组件、301-管座、302-内伸接管、303-立式过滤装置、3031-扩锥段、3032-桶体、3033-封闭端、3034-熔盐分配过滤孔、4-熔盐出口管组件、5-熔盐旁路管组件、6-压缩空气接口管座、7-熔盐进口管支撑组件、8-熔盐出口管支撑组件、9-外保温层、10-维修人孔。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面对本发明的带过滤装置的熔盐吸热器进口缓冲罐进行具体描述和说明。

图1示出了现有技术中熔盐吸热器与进口缓冲罐所在系统的流程简图。如

图1所示，高温熔盐吸热器进口缓冲罐是熔盐吸热器系统中的有机组成部分，其作为一个重要设备，其上游连接低温熔盐储罐及上升管系统，下游连接熔盐吸热器受热面系统、下降管系统、旁通管系统以及高温熔盐储罐等。

图2示出了根据本发明示例性实施例的带过滤装置的熔盐吸热器进口缓冲罐的整体结构示意图，图3示出了根据本发明示例性实施例的带过滤装置的熔盐吸热器进口缓冲罐中立式过滤装置的结构示意图。

如图2和图3所示，根据本发明的示例性实施例，所述带过滤装置的熔盐吸热器进口缓冲罐包括缓冲罐本体1以及设置在缓冲罐本体1上的熔盐进口管组件3、熔盐出口管组件4和熔盐旁路管组件5。具体地，进口缓冲罐通过熔盐入口管组件3和熔盐上升管与低温熔盐储罐相连，通过熔盐出口管组件4与熔盐吸热器相连，通过熔盐旁路管组件5和下降管与高温熔盐储罐相连。

其中，进口缓冲罐的缓冲罐本体1通过裙座2固定且裙座2上留有维修人孔，以方便缓冲罐底部的施工和维修。另外，由于熔盐吸热器的进口缓冲罐工作温度较高，在缓冲罐本体的外壁铺设有一定厚度的外保温层，并且根据熔盐工作特性，在外保温层内设置伴热组件。

根据吸热器系统的流程，熔盐介质经进口缓冲罐的熔盐进口管组件3进入罐内。根据本发明，熔盐进口管组件3包括管座301、内伸接管302和立式过滤装置303，管座301根据设置需求固定在缓冲罐本体1上，内伸接管302的两端分别与管座301和立式过滤装置303相连，管座301可以通过焊接方式与外管连接。

其中，立式过滤装置303的侧壁上设置有熔盐过滤分配孔且底部为封闭端。由此能够使进入进口熔盐罐的熔盐介质在进口处进行流动分配和过滤的一体化处理，分配熔盐流动的同时有效拦截工质中携带的固体颗粒及杂质而不增加任何伴热、保温等辅助设备。

如图3所示，立式过滤装置303优选为沿着进口缓冲罐的高度方向延伸的熔盐过滤桶，该熔盐过滤桶包括扩锥段3031、桶体3032和封闭端3033，熔盐过滤分配孔3034均匀分布在桶体3032的侧壁上，熔盐过滤通的容积及侧壁开孔数量及布置密度需考虑清渣周期内裕量。熔盐中被过滤下来的杂质或固体颗粒通过介质流动冲积在熔盐过滤桶的底部，待检修时清除。

其中，过滤装置采用立式设计可过滤杂质，侧壁上开孔可利用介质流动清理过滤孔避免堵塞；过滤装置进口管罐内立置并向下延伸，竖向桶体大面积开孔可使罐内介质温度更均匀，还可有效延长清除杂质的时间间隔。连接桶体的管道设置为扩锥段的扩口结构形式，可以使分配更均匀并降低过滤阻力。

立式过滤装置303底部的封闭端3033优选地由固定在立式过滤装置底部的法兰盘和可拆卸地与法兰盘连接的盲板法兰组成，但本发明不限于此。盲板法兰上开有熔盐排净孔以防止熔盐积聚及疏盐，系统停运检修时将盲板法兰拆下清除积存于过滤桶内的杂质和固体颗粒，结构方便拆卸和清理。

根据要求，系统运行时需保证罐内有一定容积的熔盐，即控制罐内保持一定的运行液位及设定合适的液位波动范围。为了减小进口缓冲罐的设计容积，将熔盐出口管组件4的进口端设置在进口缓冲罐内靠近下部的位置，可最大限度利用罐内熔盐；熔盐出口管组件在进口缓冲罐内向上延伸至进口缓冲罐的中上部(最低液位附近)再引出缓冲罐本体，这样可减少外部管道用量，并且将出口管在罐内立置并向上延伸，可以不受压并能够减少管道伴热及保温材料，并免除在外侧的保温及伴热系统。

为了避免运行时的局部振动，缓冲罐本体1内部设置有对熔盐进口管组件3和熔盐出口管组件4进行限位固定的支撑组件，如熔盐进口管支撑组件7和熔盐出口管支撑组件8。另外，熔盐出口管组件4可以采用现有的常规结构设计，只是需在设置位置上满足上述要求。具体地，熔盐出口管组件4也包括设置在缓冲罐本体1上的管座，熔盐出口管组件4的管座也可以通过焊接方式与外部配管连接。

熔盐吸热器系统启动及热备用期间，缓冲罐内的熔盐不进入熔盐吸热器受热面而是经旁通管去下降管系统，所以本发明的缓冲罐本体最底部布置有熔盐旁通管组件5，系统停运时也是通过此管路将罐内熔盐排净。

根据吸热器系统流程，正常运行时缓冲罐内熔盐介质经出口管组件进入吸热器受热面内吸热。当熔盐泵故障时，需保证进口缓冲罐内留存的熔盐可顺利进入吸热器受热面内，根据这一要求本发明还在缓冲罐本体的顶部设有压缩空气进口接管座，以引入压缩空气作为动力源将罐内熔盐自出口管组件压出。此外，缓冲罐本体1的顶部还设置有维修人孔10，以使工作人员能够在故障或者需要清除立式过滤装置中过滤物时出入进口缓冲罐进行整修。

综上所述，本发明应用后不但可有效解决熔盐工质过滤净化及合理分配问题，还免除了外置式过滤器复杂的保温、伴热系统及拆装、检修不便的问题，最终达到节约投资及降低维护成本目的。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。