增强对流型单罐熔盐储热供汽设备及系统的制作方法

本技术涉及储能，具体涉及一种增强对流型单罐熔盐储热供汽设备及系统。

背景技术：

1、“双碳目标”背景下，电力、石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸、航空等诸多行业的高能耗企业都迫切需要节能减排，以达到“2030年碳达峰，2060年碳中和”的既定目标。其中在电力行业呈现出白天用能量高夜间用能量低的特点，而随着近年来我国电力用户需求和用电结构的变化，昼夜用能差值也在逐渐增大，虽然发电机组能够适当的降低负荷运行，以应对电网夜间的低负荷变化，但当负荷低至一定程度时，机组就已无法稳定运行，且热效率有所降低。所以需要迫切发展新型储能技术，来应对电网削峰填谷的需求和不同热用户的用能需求。

2、目前作为储能行业宠儿的熔盐储能，普遍使用的是双罐熔盐储热，即存在一台低温罐和一台高温罐，该种形式目前存在以下缺点：

3、(1)为降低高低温罐体的热损失，除在罐壁、罐顶设置保温面外，还要在罐底设置隔热层，需要复杂的地基结构。

4、(2)熔盐在这种双罐系统内必需是液态的才能维持正常工作，但由于熔盐熔点较高，为防止熔盐冻结堵塞管道，系统中还需要设置大量的电伴热带以使熔盐温度维持在熔点之上。

5、(3)为能产生蒸汽，还需要复杂的熔盐输送、给水输送、加热及蒸汽发生系统，系统的复杂性，由此导致了较高的成本。

6、(4)由于系统中存在大量电伴热带及各种水泵、熔盐泵及其他耗能设备，导致系统的自耗电较高。

7、(5)必需使用熔盐泵、熔盐阀，而这些设备价格昂贵，这无疑是增加了造价成本。

8、同时目前也出现了个别使用单罐熔盐储热的案例，在这些案例中，对于熔盐侧的换热，有的依靠熔盐的密度差使熔盐自然对流换热，有的则在熔盐内增加搅拌装置，使熔盐强迫对流换热。

9、(1)对于依靠熔盐的密度差使熔盐自然对流换热的案例，这种熔盐自然对流换热的情况，由于密度差不同会使熔盐在罐体内散乱的自由流动，是一种在宏观上没有任何规律的冷热熔盐间的微对流渗混，这就使得熔盐侧的换热系数很小，由此导致单罐熔盐储热设备的换热性能也很差，如果需要达到较大功率，则需要将设备放大，这显然会增加占地面积和成本。

10、(2)对于在熔盐内增加搅拌装置使熔盐强迫对流换热的案例，虽然由于搅拌的作用略微增加了换热系数，使单罐熔盐储热设备的换热性能有所增加，但搅拌装置需要消耗电能，同时本身一台单罐熔盐储热设备的功率本已较小，而增加拌装置后消耗的电能可能就已基本和增加了搅拌装置而增加的换热功率相抵消，甚至可能得不偿失。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种增强对流型单罐熔盐储热供汽设备及系统，以形成流向固定的循环自然对流，提高设备的换热速率和性能。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种增强对流型单罐熔盐储热供汽设备，包括：熔盐罐及熔盐，罐内间隔设置有至少一层与熔盐罐同轴的导热夹套；若干换热管，分别螺旋排布在相应的导热夹套内；若干电加热器，均匀布置在熔盐罐内的液态熔盐中；若干导流筒，呈圆筒状，与各导热夹套同轴设置，且浸没于导热夹套与相邻的电加热器之间的液态熔盐中，以使导流筒内外侧的液态熔盐形成循环的自然对流。

3、进一步的，所述导流筒纵向截面的上端部和下端部均为圆滑外凸的水滴状弧面，且下端部朝向所述熔盐罐底部间隔设置有至少三个支腿。

4、进一步的，所述导热夹套与换热管之间填充有高导热系数的导热填料。

5、进一步的，相邻的所述导热夹套内的换热管之间串联或并联。

6、进一步的，所述熔盐罐为立式拱顶储罐。

7、又一方面，本实用新型还提供了一种增强对流型单罐熔盐储热供汽系统，包括：如上所述的增强对流型单罐熔盐储热供汽设备，用于将水加热产生高温蒸汽；汽包，用于将产生的高温蒸汽进行汽水分离；减温器，用于将汽水分离后的高温蒸汽降温，以得到可供给热用户的参数稳定的蒸汽；回水泵，用于将汽水分离后的水送入增强对流型单罐熔盐储热供汽设备中加热；以及给水泵，与一供水箱连接，用于向汽包和减温器供水。

8、进一步的，所述减温器的蒸汽出口与蒸汽输送管道连接；以及所述供水箱与供水管道连接。

9、本实用新型的有益效果是，本实用新型通过在熔盐内放置导流筒引导因温度变化导致密度差而引起的熔盐自然对流的流向，使熔盐形成流向固定的循环自然对流，可有效提高熔盐侧的对流换热系数，提高设备的换热速率和性能，单罐熔盐储热的设计也可以避免当熔盐的温度利用至熔点以下凝固时造成管路堵塞影响运行。

10、本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

11、为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种增强对流型单罐熔盐储热供汽设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的增强对流型单罐熔盐储热供汽设备，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的增强对流型单罐熔盐储热供汽设备，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的增强对流型单罐熔盐储热供汽设备，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的增强对流型单罐熔盐储热供汽设备，其特征在于，

6.一种增强对流型单罐熔盐储热供汽系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的增强对流型单罐熔盐储热供汽系统，其特征在于，

技术总结
本技术涉及储能技术领域，具体涉及一种增强对流型单罐熔盐储热供汽设备及系统，本单罐熔盐储热供汽设备包括：熔盐罐及熔盐，罐内间隔设置有至少一层与熔盐罐同轴的导热夹套；若干换热管，分别螺旋排布在相应的导热夹套内；若干电加热器，均匀布置在熔盐罐内的液态熔盐中；若干导流筒，呈圆筒状，与各导热夹套同轴设置，且浸没于导热夹套与相邻的电加热器之间的液态熔盐中，以使导流筒内外侧的液态熔盐形成循环的自然对流。本技术通过在熔盐内放置导流筒引导因温度变化导致密度差而引起的熔盐自然对流的流向，使熔盐形成流向固定的循环自然对流，可有效提高熔盐侧的对流换热系数，提高单罐熔盐储热的设计也使得储热能力。

技术研发人员：殷苏,姜宗浩,殷建平,刘平心,刘荷芳
受保护的技术使用者：江苏联储能源科技有限公司
技术研发日：20230812
技术公布日：2024/3/24