CN105115336A - 熔盐蓄热加热器 - Google Patents

Abstract

熔盐蓄热加热器，包括罐体，熔盐温度测量装置、熔盐加入口、熔盐液位测量装置和通大气口焊接在罐体的顶部，罐体内置熔盐，电阻加热器自控系统内置于熔盐中，电阻加热器自控系统包括高灵敏度熔盐温度检测元件、PLC可编程序控制器、给水泵的变频控制以及熔盐蓄热系统蓄热过程和放热过程的自动切换元件，换热盘管内置于罐体的熔盐中，换热盘管的进口和出口分别穿过罐体中部和罐体顶部。本发明装置将换热盘管完美置于蓄热介质内部，摆脱了必须采用空气作为传热流体的依赖，从而实现了蓄热介质与蒸汽或热水的直接换热，传热系数和系统热效率提高至最佳，大大减少了设备体积，同时也减少了设备损失，社会效益与经济效益更佳。

Description

熔盐蓄热加热器

技术领域

本发明涉及电蓄热技术领域，具体涉及一种熔盐蓄热加热器。

背景技术

随着我国国民经济的高速发展和人民生活水平的日益提高，季节性电力短缺现象在全国不少地区发生。我国电力工业为适应国民经济的需求也在快速发展，不断增加装机容量，不断改善电网运行效率和管理水平。但随着各地用电量的持续攀升，用电峰值不断被刷新。与此同时，电网的峰谷差也在拉大，这不仅导致电网效率下降，电网的亏损，而且严重威胁到电网的安全。虽然发电侧可以调峰，但其调峰能力有限，且是以牺牲机组寿命、能源利用率、高投资等为代价的。

电蓄能技术是目前解决电网峰谷差及环保问题的最为直接，现实和有效的手段。现有的蓄热技术主要有两种：固体氧化镁蓄热砖+空气与水换热器、电热锅炉+蓄热水箱。现有的蓄热技术有诸多无法推广之致命缺陷：对固体氧化镁蓄热砖+空气与水换热器来说，由于其是通过空气作为传热介质，冷空气进入蓄热砖内加热至750℃左右，随后进入气水换热器放热的原理来进行设计并运行的，空气的换热系数是很小的，因此其最适合产生85℃以下的热水用于供暖，而如果要产生蒸汽，其蒸汽压力往往很低且设备巨大，而不能产生蒸汽用于工业生产，同时，由于固体氧化镁蓄热砖的生产是高污染行业，从严格意义来说其并不能算作节能产品；对电热锅炉+蓄热水箱来说，由于水的储存温度较低，常压下其最佳温度为90℃以下，温度较高时其压力极大，危险性过大，因此，其同体积的蓄热能力有限，为了提高其蓄热能力，往往需要把蓄热水箱做的很大，占地面积较大，同时，它也只能产生85℃以下的热水用于供暖，而不能产生蒸汽用于工业生产。

发明内容

本发明提供了一种熔盐蓄热加热器，以解决现有技术存在的传热系数小和蓄热效率低的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种熔盐蓄热加热器，包括罐体，罐体由圆筒体和椭圆封头对接焊接而成，熔盐温度测量装置、熔盐加入口、熔盐液位测量装置和通大气口焊接在罐体的顶部，罐体内置熔盐，电阻加热器自控系统内置于熔盐中，电阻加热器自控系统包括高灵敏度熔盐温度检测元件、PLC可编程序控制器、给水泵的变频控制以及熔盐蓄热系统蓄热过程和放热过程的自动切换元件，换热盘管内置于罐体的熔盐中，换热盘管的进口和出口分别穿过罐体中部和罐体顶部。

上述熔盐是由硝酸钾、亚硝酸钠和硝酸钠混合组成，其中硝酸钾质量含量为53%，亚硝酸钠质量含量为40%，硝酸钠质量含量为7%。

上述换热盘管采用材质为12Cr1MoVG的高压锅炉用无缝钢管，盘管的对接焊缝采用氩弧焊全熔透焊接，对接焊缝进行100%射线检测。

上述罐体外部表面设置绝热保温层，绝热保温层为超细玻璃棉保温层。

本发明装置的工作原理是：蓄热熔盐加热器为全自动运行，当夜间廉价低谷时段自动切入蓄热状体，直至达到设定的蓄热终了状态时停止，或至早上峰谷时段自动切断蓄热。蓄热后的熔盐温度可以高达450℃~500℃（该温度用户可自行设定），在电网高峰时段，通过与换热管内的软化水进行热交换完成热量传递，软化水吸热热量后变成用户设定的饱和蒸汽或热水送往工艺装置，储存的热能逐渐释放出来，替代了用户在电网高峰时段使用高价电力，达到了节约用户电费和转移高峰电力、开发低谷用电的双重功效。该发明设计是一种优化资源配置和保护生态环境的节能环保设备。蓄热熔盐加热器还可以具有如下功能：如果用户本次能源利用较少，储存的热量当日峰谷期间没有用完，是可以继续储存的，晚间低谷时段蓄热时间也同时减少了，其蓄热放热过程是全自动无人值守的。

本发明装置将换热盘管完美置于蓄热介质内部，摆脱了必须采用空气作为传热流体的依赖，从而实现了蓄热介质与蒸汽或热水的直接换热，传热系数和和系统热效率提高至最佳。减少了现有技术的空气与水换热器，相当于软化水与熔盐直接换热，减少了设备数量，同时也减少了系统热损失，其换热效果更佳，热效率可提高至99%以上。通过采用熔盐储罐替换了庞大的蓄热水箱，其蓄热温度可由现在的90℃以下（水箱蓄热）提高至450℃至500℃，且单位体积的熔盐与同体积的水相比，其蓄热能力更高，因此，大大减少了设备体积，同时也减少了设备损失，社会效益与经济效益更佳。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明装置的结构示意图。

图中1罐体、2电阻加热器自控系统、3换热盘管、4熔盐、5熔盐温度测量装置、6熔盐加入口、7熔盐液位测量装置、8通大气口、9绝热保温层。

具体实施方式

如图所示，一种熔盐蓄热加热器，包括罐体1，罐体1由圆筒体和椭圆封头对接焊接而成，熔盐温度测量装置5、熔盐加入口6、熔盐液位测量装置7和通大气口8焊接在罐体1的顶部，罐体1内置熔盐4，熔盐4是由硝酸钾、亚硝酸钠和硝酸钠混合组成，其中硝酸钾质量含量为53%，亚硝酸钠质量含量为40%，硝酸钠质量含量为7%，常压下其熔点是142℃，沸点是680℃，最高使用温度为530℃，液体平均密度为1762Kg/m3，比热为0.34Kcal/Kg；电阻加热器自控系统2内置于熔盐4中，电阻加热器自控系统2包括高灵敏度熔盐温度检测元件、PLC可编程序控制器、给水泵的变频控制以及熔盐蓄热系统蓄热过程和放热过程的自动切换元件，用户最终通过该智能控制系统对熔盐的蓄热过程及整个装置进行运行监控、参数修改、数据采集等。并通过通讯接口与用户上位机进行数据交换；换热盘管3内置于罐体1的熔盐4中，换热盘管3的进口和出口分别穿过罐体中部和罐体顶部，换热盘管3采用材质为12Cr1MoVG的高压锅炉用无缝钢管，盘管的对接焊缝采用氩弧焊全熔透焊接，对接焊缝进行100%射线检测。换热管的制作质量采用最高标准及要求，其安全性是得到保证的。同时，作为对外输出热量的换热核心部件，其设置数量的多少是至关重要的。根据设定的熔盐蓄热终了温度和放热终了温度，经过准确详细的换热计算，确定换热管的换热面积，进而确定需要布置的盘管长度，从而保证稳定输出用户设定的饱和蒸汽或热水；罐体1外部表面设置绝热保温层9，绝热保温层9为超细玻璃棉保温层，经过换热计算的保温厚度及精心的保温细节处理，保证了蓄热熔盐温度高达500℃时设备表面温度只有35℃左右，基本与体感一致，优良的保温效果将设备的表面损失降至最低。

本发明装置的工作原理是：蓄热熔盐加热器为全自动运行，当夜间廉价低谷时段自动切入蓄热状体，直至达到设定的蓄热终了状态时停止，或至早上峰谷时段自动切断蓄热。蓄热后的熔盐温度可以高达450℃~500℃（该温度用户可自行设定），在电网高峰时段，通过与换热管内的软化水进行热交换完成热量传递，软化水吸热热量后变成用户设定的饱和蒸汽或热水送往工艺装置，储存的热能逐渐释放出来，替代了用户在电网高峰时段使用高价电力，达到了节约用户电费和转移高峰电力、开发低谷用电的双重功效。该发明设计是一种优化资源配置和保护生态环境的节能环保设备。蓄热熔盐加热器还可以具有如下功能：如果用户本次能源利用较少，储存的热量当日峰谷期间没有用完，是可以继续储存的，晚间低谷时段蓄热时间也同时减少了，其蓄热放热过程是全自动无人值守的。

Claims (4)

1.一种熔盐蓄热加热器，其特征是包括罐体，罐体由圆筒体和椭圆封头对接焊接而成，熔盐温度测量装置、熔盐加入口、熔盐液位测量装置和通大气口焊接在罐体的顶部，罐体内置熔盐，电阻加热器自控系统内置于熔盐中，电阻加热器自控系统包括高灵敏度熔盐温度检测元件、PLC可编程序控制器、给水泵的变频控制以及熔盐蓄热系统蓄热过程和放热过程的自动切换元件，换热盘管内置于罐体的熔盐中，换热盘管的进口和出口分别穿过罐体中部和罐体顶部。

2.根据权利要求1所述的熔盐蓄热加热器，其特征是熔盐是由硝酸钾、亚硝酸钠和硝酸钠混合组成，其中硝酸钾质量含量为53%，亚硝酸钠质量含量为40%，硝酸钠质量含量为7%。

3.根据权利要求1所述的熔盐蓄热加热器，其特征是换热盘管采用材质为12Cr1MoVG的高压锅炉用无缝钢管，盘管的对接焊缝采用氩弧焊全熔透焊接，对接焊缝进行100%射线检测。

4.根据权利要求1所述的熔盐蓄热加热器，其特征是罐体外部表面设置绝热保温层，绝热保温层为超细玻璃棉保温层。