一种高效环形螺旋流道熔盐电加热器及其加热方法与流程

本发明属于加热器，具体涉及一种高效环形螺旋流道熔盐电加热器及其加热方法。

背景技术：

1、熔盐是盐类熔化后形成的熔融体，现已广泛应用于化工工业与冶金工业，是一种在标准温度和大气压下呈固态，温度升高后处于液态的盐类，通常把熔融无机盐称为熔盐，但现已包括氧化物熔体及熔融有机物，按成分来划分，可分为二元盐、三元盐、多元盐等。

2、相较于其他更为高效的储能技术，电转热的储能方式具有不受地理条件限制、材料成本低及相关技术成熟等优势，电加热器作为电能转化为热能储存的核心设备，具有可扩展性强、技术成熟及结构简单等优点，此外配合储热系统，可平滑可再生能源输出、可辅助火电机组调频调峰，也可维持电网频率稳定等，熔盐电加热器应运而生，熔盐蓄热储能技术可以解决光热发电中的能源存储难题，因此常用熔盐电加热器解决蓄热储能系统中的加热问题。

3、目前螺旋式折流板熔盐电加热器存在以下缺点：

4、1、现有的电加热器采用电加热管束为光管，光管的传热性能较高效换热管件更弱，换热效率低；

5、2、电加热器中心位置介质流量较小，换热管件表面温度不易被带走，很快形成温度死区，导致电加热器局部温度过高，加热功率较高的情况下容易破坏设备；

6、3、电加热器内的待加热介质容易沿阻力更低的筒壁流失，电加热器未对这部分介质起到加热作用，加热效果差；

7、4、电加热器内部缺乏支撑元件对电加热管进行支撑，螺旋折流板既要承担支撑电加热管的作用，还要起导流和强化传热作用，这使得螺旋式折流板的制作难度较大，成本较高；

8、为此我们提出一种高效环形螺旋流道熔盐电加热器及其加热方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高效环形螺旋流道熔盐电加热器及其加热方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高效环形螺旋流道熔盐电加热器，包括加热器壳体，所述加热器壳体的两端外周侧分别设置有进料端口和出料端口，所述加热器壳体的内部设置有包扎筒，所述包扎筒的内部设置有中心筒，所述中心筒的外周侧设置有螺旋折流板，所述中心筒的外周侧还设置有位于所述螺旋折流板之间的交替对称的支撑网板，所述螺旋折流板和所述支撑网板上设置有以所述中心筒为中心呈环形阵列分布的高效电加热管。

3、优选的，所述包扎筒的两端均为向外扩大的锥形结构，所述包扎筒的两端均与所述加热器壳体的内侧壁焊接，且所述包扎筒的两端分别位于所述加热器壳体上的所述进料端口和所述出料端口之间。

4、优选的，所述中心筒的一端通过固定盘设置在所述加热器壳体内靠近所述进料端口的一端，所述固定盘上设置有电加热管发热端，所述电加热管发热端和所述高效电加热管连接。

5、优选的，所述高效电加热管为波鼓形波纹电加热管、波节形电加热管、纵肋横纹槽电加热管、横肋横纹槽电加热管或螺旋槽电加热管中的一种电加热管。

6、优选的，所述螺旋折流板的内环侧与所述中心筒的外周侧焊接连接，所述螺旋折流板上开设有供所述高效电加热管穿过的第一通孔。

7、优选的，所述支撑网板为半环形支撑网板，所述支撑网板的内环侧与所述中心筒的外周侧焊接连接，所述支撑网板的外环侧与所述包扎筒的内壁焊接连接。

8、优选的，所述支撑网板上开设有供所述高效电加热管穿过的第二通孔。

9、一种高效环形螺旋流道熔盐电加热器的加热方法，包括如下步骤：

10、a：待加热熔盐介质从进料端口输送进入加热器壳体，直接进入包扎筒内部；

11、b：然后待加热熔盐介质流经由包扎筒内部的中心筒和螺旋折流板形成的螺旋流道，此过程中，以中心筒为中心呈环形阵列分布的高效电加热管对待加热熔盐介质进行充分加热，获得加热熔盐介质；

12、c：加热熔盐介质从包扎筒的后端排出加热器壳体的出料端口，加热完成。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、1、本发明中采用波鼓形波纹电加热管、波节形电加热管、纵肋横纹槽电加热管、横肋横纹槽电加热管或螺旋槽电加热管的高效电加热管代替传统的光管，具有更强的换热性能，提高换热效率，且高效电加热管能够自主防垢清垢，自我补偿温度应力，节约资源的同时，降低制造成本、温度应力带来的损坏风险及使用后因污垢带来的维修清理难度；

15、2、本发明采用由包扎筒内部的中心筒和螺旋折流板形成的螺旋流道进行螺旋加热，与现有的螺旋式流道对比，一方面取消中心低流速区域，避免中心位置因流速过低导致传热能力差，局部温度过高形成温度死区，另一方面避免熔盐直接经电加热器壳体内壁流失，导致电加热器未能对这部分熔盐有加热效果，进而提升电加热器的熔盐加热效果；

16、3、本发明采用两端扩大的包扎筒，包扎筒的两端分别与加热器壳体内壁连接，进一步增强导流效果，避免熔盐流体流处折流板边缘沿加热器壳体内壁流处加热区域，有效增强加热器的加热效果；

17、4、本发明采用根据由包扎筒内部的中心筒和螺旋折流板形成的螺旋流道设计的半环形支撑网板，由支撑网板对每根高效电加热管提供支撑，让螺旋折流板和支撑网板功能分离，螺旋折流板起导流和强化传热作用，支撑网板起支撑加热管作用，降低螺旋折流板制造工艺难度的同时，降低整体设备制造成本。

技术特征：

1.一种高效环形螺旋流道熔盐电加热器，其特征在于，包括加热器壳体（1），所述加热器壳体（1）的两端外周侧分别设置有进料端口（2）和出料端口（3），所述加热器壳体（1）的内部设置有包扎筒（4），所述包扎筒（4）的内部设置有中心筒（5），所述中心筒（5）的外周侧设置有螺旋折流板（6），所述中心筒（5）的外周侧还设置有位于所述螺旋折流板（6）之间的交替对称的支撑网板（7），所述螺旋折流板（6）和所述支撑网板（7）上设置有以所述中心筒（5）为中心呈环形阵列分布的高效电加热管（8）。

2.根据权利要求1所述的一种高效环形螺旋流道熔盐电加热器，其特征在于：所述包扎筒（4）的两端均为向外扩大的锥形结构，所述包扎筒（4）的两端均与所述加热器壳体（1）的内侧壁焊接，且所述包扎筒（4）的两端分别位于所述加热器壳体（1）上的所述进料端口（2）和所述出料端口（3）之间。

3.根据权利要求1所述的一种高效环形螺旋流道熔盐电加热器，其特征在于：所述中心筒（5）的一端通过固定盘（9）设置在所述加热器壳体（1）内靠近所述进料端口（2）的一端，所述固定盘（9）上设置有电加热管发热端（10），所述电加热管发热端（10）和所述高效电加热管（8）连接。

4.根据权利要求3所述的一种高效环形螺旋流道熔盐电加热器，其特征在于：所述高效电加热管（8）为波鼓形波纹电加热管、波节形电加热管、纵肋横纹槽电加热管、横肋横纹槽电加热管或螺旋槽电加热管中的一种电加热管。

5.根据权利要求1所述的一种高效环形螺旋流道熔盐电加热器，其特征在于：所述螺旋折流板（6）的内环侧与所述中心筒（5）的外周侧焊接连接，所述螺旋折流板（6）上开设有供所述高效电加热管（8）穿过的第一通孔。

6.根据权利要求1所述的一种高效环形螺旋流道熔盐电加热器，其特征在于：所述支撑网板（7）为半环形支撑网板，所述支撑网板（7）的内环侧与所述中心筒（5）的外周侧焊接连接，所述支撑网板（7）的外环侧与所述包扎筒（4）的内壁焊接连接。

7.根据权利要求1所述的一种高效环形螺旋流道熔盐电加热器，其特征在于：所述支撑网板（7）上开设有供所述高效电加热管（8）穿过的第二通孔。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种高效环形螺旋流道熔盐电加热器的加热方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种高效环形螺旋流道熔盐电加热器及其加热方法，包括加热器壳体，加热器壳体的内部设置有包扎筒，包扎筒的内部设置有中心筒，中心筒的外周侧设置有螺旋折流板，中心筒的外周侧还设置有位于螺旋折流板之间的交替对称的支撑网板，螺旋折流板和支撑网板上设置有高效电加热管，本发明采用由包扎筒内部的中心筒和螺旋折流板形成的螺旋流道进行螺旋加热，避免中心位置因流速过低导致传热能力差，局部温度过高形成温度死区，避免熔盐直接经电加热器壳体内壁流失，导致电加热器未能对这部分熔盐有加热效果，采用以中心筒为中心呈环形阵列分布的高效电加热管，对熔盐流体进行充分加热，具有更强的换热性能，提高换热效率。

技术研发人员：韩磊,徐士轩,葛志伟
受保护的技术使用者：镇江东方电热有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17