一種智能熔鹽加熱系統的製作方法

2023-04-23 10:02:51

本實用新型涉及光熱發電技術領域，尤其涉及一種智能熔鹽加熱系統。

背景技術：

太陽能發電技術受光照、氣候、季節、地域等多種因素的影響，會大大制約了太陽能利用的連續性和穩定性。解決太陽能發電的持續可供性是實現太陽能發電的大規模應用，提高效率和降低成本的關鍵所在。太陽能發電的儲熱系統可將日光充足時的熱能儲存起來，在日光幅射不足或夜間無光時釋放出來產生蒸汽發電。電力需求不足時將熱能儲存起來，在電力需求峰值時利用儲存的熱能發電滿足需求，可以實現電網的「削峰填谷」作用。熔鹽蓄熱儲能技術可以解決光熱發電中的能源儲存難題。目前光熱電站中多使用二元solar salt熔鹽及三元Hitec熔鹽，由於熔鹽的熔點較高，在使用前需要對熔鹽進行加熱化鹽，主要的方式有蒸汽加熱、電加熱等方式，同時在運行過程中，還需對熔鹽儲存罐採用電伴加熱，該裝置存在結構複雜、造價昂貴、維修困難等問題。光熱發電受天氣影響，當長期處於惡劣天氣如多雨、雨雪天氣時，需及時將管道及儲罐內的熔鹽排出，防止熔鹽在管道及儲罐凝固，危害系統。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提出一種結構簡單、經濟智能的智能熔鹽加熱系統，熔鹽化鹽與系統運行時的加熱效果好。

為達此目的，本實用新型採用以下技術方案：

一種智能熔鹽加熱系統，包括熔鹽槽、加熱器、第一三通閥、熔鹽加熱爐、第二三通閥、熔鹽泵和熔鹽儲存罐，所述熔鹽加熱爐、熔鹽儲存罐和熔鹽槽按照從上至下的順序依次設置，所述第一三通閥的第一端連接熔鹽加熱爐，第一三通閥的第二端連接熔鹽槽，所述第二三通閥的第一端連接熔鹽加熱爐，第二三通閥的第二端連接熔鹽槽，第二三通閥的第三端連接熔鹽儲存罐，所述加熱器和熔鹽泵設置於所述熔鹽槽的內部；啟動加熱器，當通過所述熔鹽泵流經所述第一三通閥和所述第二三通閥的熔鹽的溫度低於進入所述熔鹽儲存罐的溫度時，通過所述第一三通閥將熔鹽送入熔鹽加熱爐；當通過所述熔鹽泵流經所述第一三通閥和所述第二三通閥的熔鹽的溫度不低於進入所述熔鹽儲存罐的溫度時，通過所述第二三通閥將熔鹽送入熔鹽儲存罐。

其中，所述熔鹽槽的內部設置多孔隔板。

其中，所述熔鹽槽的內部設置攪拌器。

其中，所述第一三通閥的第三端連接所述熔鹽儲存罐。

其中，所述熔鹽儲存罐的底部設置第一閥門，所述第一閥門的第一端連接所述熔鹽儲存罐，所述第一閥門的第二端連接所述熔鹽槽。

其中，所述熔鹽槽的底部設置第二閥門，所述第二閥門的第一端連接所述熔鹽槽。

其中，所述智能熔鹽加熱系統還包括排放池，所述排放池位於所述熔鹽槽的下方，所述第二閥門的第二端連接所述排放池；

所述智能熔鹽加熱系統還包括用於促使熔鹽集中於所述第一閥門位置處和所述第二閥門位置處的導風系統，所述導風系統設置於所述智能熔鹽加熱系統的管道。

其中，所述熔鹽槽內設置液位計，所述液位計設置於所述熔鹽槽的上表面。

其中，所述熔鹽槽內設置溫度計，所述溫度計的上端位於所述熔鹽槽的上表面，所述溫度計的下端位於所述熔鹽槽的下表面。

其中，所述熔鹽加熱爐的管道連接有用於對管道預熱的燃燒器，所述燃燒器設置於所述熔鹽加熱爐的上方。

本實用新型的有益效果在於：一種智能熔鹽加熱系統，包括熔鹽槽、加熱器、第一三通閥、熔鹽加熱爐、第二三通閥、熔鹽泵和熔鹽儲存罐，所述熔鹽加熱爐、熔鹽儲存罐和熔鹽槽按照從上至下的順序依次設置，所述第一三通閥的第一端連接熔鹽加熱爐，第一三通閥的第二端連接熔鹽槽，所述第二三通閥的第一端連接熔鹽加熱爐，第二三通閥的第二端連接熔鹽槽，第二三通閥的第三端連接熔鹽儲存罐，所述加熱器和熔鹽泵設置於所述熔鹽槽的內部；啟動加熱器，當通過所述熔鹽泵流經所述第一三通閥和所述第二三通閥的熔鹽的溫度低於進入所述熔鹽儲存罐的溫度時，通過所述第一三通閥將熔鹽送入熔鹽加熱爐；當通過所述熔鹽泵流經所述第一三通閥和所述第二三通閥的熔鹽的溫度不低於進入所述熔鹽儲存罐的溫度時，通過所述第二三通閥將熔鹽送入熔鹽儲存罐。可見，該智能熔鹽加熱系統，第一三通閥和第二三通閥的開啟依靠熔鹽的溫度進行智能控制，熔鹽經過多次循環加熱後滿足溫度條件才能存入鹽儲存罐，結構簡單、經濟智能，熔鹽化鹽與系統運行時的加熱效果好。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對本實用新型實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據本實用新型實施例的內容和這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型實施例提供的智能熔鹽加熱系統的結構示意圖。

附圖標記說明如下：

1-熔鹽槽；2-熔鹽儲存罐；3-熔鹽加熱爐；4-管道；5-液位計；6-溫度計；

7-多孔隔板；8-加熱器；9-攪拌器；10-排放池；11-熔鹽泵；

A-第一三通閥；B-第二三通閥；C-第一閥門；D-第二閥門。

具體實施方式

為使本實用新型解決的技術問題、採用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施例的技術方案作進一步的詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

請參考圖1，其是本實用新型實施例提供的智能熔鹽加熱系統的結構示意圖，該智能熔鹽加熱系統可應用於各類太陽能光熱發電及其他儲熱設備。

該智能熔鹽加熱系統，包括熔鹽槽1、加熱器8、第一三通閥A、熔鹽加熱爐3、第二三通閥B、熔鹽泵11和熔鹽儲存罐2，所述熔鹽加熱爐3、熔鹽儲存罐2和熔鹽槽1按照從上至下的順序依次設置，所述第一三通閥A的第一端連接熔鹽加熱爐3，第一三通閥A的第二端連接熔鹽槽1，所述第二三通閥B的第一端連接熔鹽加熱爐3，第二三通閥B的第二端連接熔鹽槽1，第二三通閥B的第三端連接熔鹽儲存罐2，所述加熱器8和熔鹽泵11設置於所述熔鹽槽1的內部；啟動加熱器8，當通過所述熔鹽泵11流經所述第一三通閥A和所述第二三通閥B的熔鹽的溫度低於進入所述熔鹽儲存罐2的溫度時，通過所述第一三通閥A將熔鹽送入熔鹽加熱爐3；當通過所述熔鹽泵11流經所述第一三通閥A和所述第二三通閥B的熔鹽的溫度不低於進入所述熔鹽儲存罐2的溫度時，通過所述第二三通閥B將熔鹽送入熔鹽儲存罐2。

優選地，所述加熱器8為電加熱器。採用電加熱器的熔鹽槽1又稱硝鹽爐或硝石槽。該熔鹽槽1利用特殊管狀電熱元件結合法蘭集束的形式與壓力容器組成一個供熱整體。利用加熱粉末狀無機熔鹽形成融熔熔鹽作為加熱介質。一般情況下，當常溫的粉末狀無機熔鹽倒入熔鹽槽1中以後，利用熔鹽槽1內的少量電熱元件給其預熱，使之變為液態，然後通過熔鹽泵11抽取熔鹽送往熔鹽加熱爐3內部，進一步給熔鹽增溫，到達熔鹽加熱爐3出口處已經基本可以達到熔鹽融熔的目的。該種方式既簡單又安全，無汙染，是一種高效的加熱方式。

優選地，進入所述熔鹽儲存罐2的溫度根據具體使用場景進行設置。一般的，所述進入所述熔鹽儲存罐2的溫度為所述熔鹽儲存罐2內的熔鹽的平均溫度。經所述第一三通閥A和所述第二三通閥B的熔鹽的溫度通過溫度傳感器進行檢測。在智能熔鹽加熱系統的管道4內、第一三通閥A處和所述第二三通閥B處安裝溫度傳感器監測熔鹽溫度並傳遞信號給第一三通閥A和所述第二三通閥B，控制第一三通閥A和所述第二三通閥B的開啟。

本實用新型實施例提供的智能熔鹽加熱系統，在化鹽過程運行中，智能型的第一三通閥A和第二三通閥B的開啟依靠管道4內熔鹽的溫度進行控制，當流經第一三通閥A和第二三通閥B的熔鹽溫度低於熔鹽儲存罐2的溫度時，第一三通閥A和第二三通閥B連通進入熔鹽加熱爐3的管道4；當從熔鹽槽1中經熔鹽泵11泵入管道4的熔鹽溫度達到或高於進入熔鹽儲存罐2的溫度時，第一三通閥A和第二三通閥B連通進入熔鹽儲存罐2的管道4。可見，第一三通閥A和第二三通閥B的開啟依靠熔鹽的溫度進行智能控制，熔鹽經過多次循環加熱後滿足溫度條件才能存入鹽儲存罐2，結構簡單、經濟智能，熔鹽化鹽與系統運行時的加熱效果好。

其中，所述熔鹽槽1的內部設置多孔隔板7。

使用多孔隔板7，能夠降低融熔熔鹽的流動速率，緩慢流動的融熔熔鹽可以使熔鹽的加熱過程更徹底、均勻。

其中，所述熔鹽槽1的內部設置攪拌器9。

攪拌器9主要用於攪拌固態的粉末狀無機熔鹽，多孔隔板7主要用於減緩融熔熔鹽的流動速度以及防止未熔化熔鹽進入熔鹽泵11。

其中，所述第一三通閥A的第三端連接所述熔鹽儲存罐2。

其中，所述熔鹽儲存罐2的底部設置第一閥門C，所述第一閥門C的第一端連接所述熔鹽儲存罐2，所述第一閥門C的第二端連接所述熔鹽槽1。

其中，所述熔鹽槽1的底部設置第二閥門D，所述第二閥門D的第一端連接所述熔鹽槽1。

其中，所述智能熔鹽加熱系統還包括排放池10，所述排放池10位於所述熔鹽槽1的下方，所述第二閥門D的第二端連接所述排放池10；

所述智能熔鹽加熱系統還包括用於促使熔鹽集中於所述第一閥門C位置處和所述第二閥門D位置處的導風系統，所述導風系統設置於所述智能熔鹽加熱系統的管道4。

在所述智能熔鹽加熱系統的管道4內安裝導風系統，能夠幫助熔鹽更快的集中於所述第一閥門C位置處和所述第二閥門D位置處，以便熔鹽的輸出或導入。

其中，所述熔鹽槽1內設置液位計5，所述液位計5設置於所述熔鹽槽1的上表面。

液位計5設置於所述熔鹽槽1的上表面，方便查看液位，且不需要把大部分的產品表面浸沒於融熔熔鹽中，可以延長液位計5的壽命。液位計5是為了防止熔鹽過多，防止熔鹽量超過界限

其中，所述熔鹽槽1內設置溫度計6，所述溫度計6的上端位於所述熔鹽槽1的上表面，所述溫度計6的下端位於所述熔鹽槽1的下表面。

溫度計6貫穿整個熔鹽槽1，可以方便的測試出融熔熔鹽的溫度。

其中，所述熔鹽加熱爐3的管道4連接有用於對管道4預熱的燃燒器，所述燃燒器設置於所述熔鹽加熱爐3的上方。

設置用於對管道4預熱的燃燒器，可以有效防止融熔熔鹽流經管道4時發生凝固現象，延長整個智能熔鹽加熱系統的使用壽命。

燃燒器是為了對管道4進行預熱，防止熱熔鹽進入管道4時遇冷凝固。

以下具體說明該智能熔鹽加熱系統的安裝過程：

將熔鹽加熱爐3安裝在最高處，熔鹽加熱爐3依靠第一三通閥A和第二三通閥B分別與熔鹽槽1、熔鹽儲存罐2連成迴路；熔鹽儲存罐2置於熔鹽加熱爐3與熔鹽槽1之間，熔鹽儲存罐2依靠第一三通閥A和第二三通閥B分別與熔鹽槽1、熔鹽加熱爐3連成迴路；熔鹽槽1置於熔鹽儲存罐2與排放池10之間，熔鹽槽1與熔鹽儲存罐2經第一閥門C連接，熔鹽槽1與排放池10經第二閥門D連接。熔鹽槽1內設置加熱器8、多孔隔板7、攪拌器9、熔鹽泵11、液位計5和溫度計6。

安裝好的智能熔鹽加熱系統主要實現三個過程，分別為化鹽過程、特殊環境下加熱過程和卸鹽過程。具體為：

化鹽過程：

將粉末狀無機熔鹽倒入到熔鹽槽1中，通過電加熱器將固態熔鹽加熱至融熔狀態，並開啟攪拌器9，使融熔熔鹽溫度的分布更加均勻，再透過多孔隔板7，在熔鹽槽1內形成融熔熔鹽的均勻液位。當熔鹽溫度高於熔點50-80℃時，啟動熔鹽加熱爐3頂部的燃燒器對熔鹽加熱爐3內的管道4加熱，防止融熔熔鹽流經管道4時發生凝固。管道4預熱完成後，開啟熔鹽槽1中的熔鹽泵11，將融熔熔鹽經第一三通閥A送入熔鹽加熱爐3中進行進一步加熱，加熱一段時間後，將融熔熔鹽經第二三通閥B繼續回流至熔鹽槽1加熱，循環幾次後，將熔鹽加熱爐3中溫度已達要求的部分融熔熔鹽經第二三通閥B送入熔鹽儲存罐2。部分融熔熔鹽經第二三通閥B繼續回流至熔鹽槽1以加熱新加入的固態熔鹽。優選地，循環3次，基本就可以達到形成溫度均勻的融熔熔鹽的目的。

特殊環境下加熱過程：

智能熔鹽加熱系統運行後，若遇到長時間的雨雪天氣，使熔鹽溫度驟降，就需對熔鹽儲存罐2中的熔鹽進行重新加熱保溫，以防止出現熔鹽凝固的現象。一般的做法為打開第一閥門C，依靠重力作用，熔鹽儲存罐2中的熔鹽經第一閥門C進入熔鹽槽1，再開啟電加熱器及攪拌器9，當熔鹽槽1內的熔鹽的溫度重新達到所需溫度時，依靠熔鹽泵11將熔鹽經第一三通閥A重新送入熔鹽儲存罐2中。優選地，所述第一閥門C的水平位置低於所述熔鹽儲存罐2底面其他部分的水平位置，方便熔鹽的排出和更換。優選地，連接所述第一閥門C的管道4與水平位置成3-8度的夾角。

卸鹽過程：

在出現突發情況，智能熔鹽加熱系統停止運轉時，需將熔鹽加熱爐3中的熔鹽依靠重力經第二三通閥B送入熔鹽儲存罐2中，熔鹽儲存罐2中的熔鹽再經第一閥門C進入熔鹽槽1，此時開啟用於排放的第二閥門D，熔鹽在重力作用下經第二閥門D自排放入排放池10。優選地，所述第二閥門D的水平位置低於所述熔鹽槽1底面其他部分的水平位置，方便熔鹽的排出和更換。優選地，連接所述第二閥門D的管道4與水平位置成3-8度的夾角。

綜上，本實用新型實施例提供的智能熔鹽加熱系統，是一種全新的光熱發電儲能、熔鹽、化鹽和卸鹽的系統，既能解決熔鹽化鹽和系統運行的加熱均勻的問題，又可以同時解決智能熔鹽加熱系統在突發狀況和長時間雨雪天氣期間，熔鹽排放和熔鹽劣化後的更換問題，避免了智能熔鹽加熱系統的熔鹽長時間使用、擱置、結晶、凝固等現象的發生。

本實用新型實施例提供的智能熔鹽加熱系統，由上而下分別為熔鹽加熱爐3—熔鹽儲存罐2—熔鹽槽1—排放池10，對熔鹽槽1內的熔鹽加熱化鹽採用熔鹽槽1—熔鹽加熱爐3的循環加熱方式，加熱效率高。該智能熔鹽加熱系統是一種自排放系統，其依靠重力在系統癱瘓時，將系統中的熔鹽排放至排放池10，保護該智能熔鹽加熱系統，節約能源、操作簡單。溫度傳感器及智能閥門的使用，確保了熔鹽加熱的智能化，實現了熔鹽加熱過程的全自動化。該智能熔鹽加熱系統的布局合理，在卸鹽過程中不需要使用熔鹽泵11，完全依靠重力卸鹽。在智能熔鹽加熱系統的管道4內安裝導風系統，還能幫助熔鹽更快的集中於閥門位置。

本實用新型實施例提供了一種結構簡單、經濟智能的智能熔鹽加熱系統，熔鹽化鹽與系統運行時的加熱效果好。

以上內容僅為本實用新型的較佳實施例，對於本領域的普通技術人員，依據本實用新型的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。