一種提高有效蓄熱容積的熔鹽儲能裝置的制作方法

本實用新型屬于儲能技術領域，尤其涉及一種提高有效蓄熱容積的熔鹽儲能裝置。

背景技術：

熔鹽罐是一種儲能裝置，它是熔鹽蓄熱系統的主要設備之一。目前，熔鹽蓄熱系統主要采用雙罐系統，即蓄熱系統中設置有高溫熔鹽罐和低溫熔鹽罐。蓄熱過程中，低溫熔鹽罐的熔鹽被輸送至熱源端換熱設備中加熱變成高溫熔鹽，隨后高溫熔鹽儲存在高溫熔鹽罐中，需要用熱時，高溫熔鹽從高溫儲鹽罐中輸出并進入用熱端換熱設備進行熱交換，釋放熱量后變成低溫熔鹽回到低溫儲鹽罐中繼續下一回循環。

隨著熔鹽蓄熱技術的不斷成熟和發展，熔鹽蓄熱系統在工程應用上的規模越來越大，相應地也要求配置大容量的熔鹽罐來維持系統的運行。為了防止熔鹽罐中熔鹽凝固，通常在熔鹽罐底部設置浸沒式電加熱器對罐中蓄熱熔鹽直接進行加熱，使熔鹽溫度不低于其凝固點溫度，因此需要在熔鹽罐底部預留一定深度的熔鹽將電加熱器的金屬部件浸沒。例如，在美國加利福尼亞州的太陽能熱發電試驗電站Solar Two的雙罐熔鹽蓄熱系統中，每個熔鹽罐都有約1米深的熔鹽長期殘留在罐底，導致熔鹽罐的有效蓄熱容積僅有罐容積的85％。預留在熔鹽罐底部的熔鹽不能用于蓄熱換熱，屬于無效熔鹽，且熔鹽罐的體積越大，無效熔鹽量也就越大，這將導致熔鹽蓄熱系統的蓄熱性能降低，以及投資成本增加。

經過對現有技術的檢索發現，中國專利文獻號CN20298422U，公告日2013-05-08，提供了一種熔鹽儲熱裝置，其特征是主熔鹽罐的底部與副熔鹽罐的底部通過連接管道連通，熔鹽泵安裝在副熔鹽罐的出料口處，通過主熔鹽罐和副熔鹽罐共同存儲熔鹽，主熔鹽罐的主要作用是儲存，副熔鹽罐的主要作用是輸送；中國專利文獻號CN203561259U，公告日2014-04-23，提供了一種節約型熔鹽罐，其特征是電加熱器設置在圓柱形罐體內底部，熔鹽泵吸入管設置在圓柱形罐體內，圓柱形罐體的底部設有圓錐形罐底，圓錐形罐底與圓柱形罐體的連接處位于電加熱器的下方，熔鹽罐基礎與圓錐形罐底之間為中空結構；中國專利文獻號CN203572066U，公告日2014-04-30，提供了一種高可利用率的熔鹽儲存容器，其特征是在兩個儲罐內設有熔鹽，每個儲罐頂部設有液下泵，兩個液下泵之間設有熔鹽加熱器，儲罐的底部為階梯底部，液下泵的葉輪置于階梯底部最低處。

然而，上述現有技術要么設備占地面積較大，投資成本較高，要么制造工藝復雜，改進優勢不明顯，因而限制了相應技術方案的推廣應用。

技術實現要素：

本實用新型提供一種提高有效蓄熱容積的熔鹽儲能裝置，可達到固體與液體蓄熱介質相組合、蓄熱性能好、有效蓄熱容積大、結構簡單、成本低廉的有益效果。

本實用新型所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：本實用新型提供一種提高有效蓄熱容積的熔鹽儲能裝置，一種提高有效蓄熱容積的熔鹽儲能裝置，由頂蓋2、殼體3和底板4焊接而成的儲鹽罐1，熔鹽泵5，攪拌器6，電加熱器7，蓄熱磚8，入料口9，入鹽口10，人孔11，排空口12，視鏡孔13，熱電偶14，排鹽口15和保溫層16組成。所述儲鹽罐1內部底端設有蓄熱磚8，所述儲鹽罐1的殼體3底部設有排鹽口15和電加熱器7，所述儲鹽罐1的頂蓋2上設有熔鹽泵5，攪拌器6，人孔11，視鏡孔13，排空口12，入料口9，入鹽口10和熱電偶14，所述儲鹽罐1的頂蓋2和殼體3外側設有保溫層16。

特別的，所述熔鹽泵5和攪拌器6安裝在儲鹽罐的頂蓋2上。

特別的，所述蓄熱磚8屬于固體蓄熱介質，由陶土材料如氧化鎂(MgO)、氧化鋁礬土(Al₂O₃)、氧化硅(SiO₂)或其組合制造而成；所述熔鹽為兩種或兩種以上無機鹽混合物的熔融態液體。

特別的，所述熔鹽泵5為立式液下泵，其吸入口的安裝高度在電加熱器的安裝高度之上。

特別的，所述攪拌器6為推進式攪拌器，位于儲鹽罐的中心軸上。

特別的，所述保溫層16設置在儲鹽罐1的頂蓋2和殼體3的外表面，由硅酸鋁纖維氈、無石棉硅酸鈣或氣凝膠氈制成。

特別的，所述蓄熱磚8布置在電加熱器7的四周，電加熱器7與蓄熱磚8之間存在10～20mm的間隙；所述電加熱器7為浸沒式電加熱器。

本實用新型的有益效果為：

本實用新型采用導熱性能好、比熱容較高以及價格低廉的蓄熱磚替代了用于浸沒電加熱器的大部分無效熔鹽，不僅能夠滿足蓄熱需求，還可提高有效蓄熱容積，降低投資成本，具有很好的工程應用價值，適合大規模推廣應用。

附圖說明

圖1是本實用新型的主視圖；

圖2是本實用新型的右視圖；

圖3是本實用新型的俯視圖；

圖4是本實用新型的剖視圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型做進一步描述：

圖中1-儲鹽罐，2-頂蓋，3-殼體，4-底板，5-熔鹽泵，6-攪拌器，7-電加熱器，8-蓄熱磚，9-入料口，10-入鹽口，11-人孔，12-排空口，13-視鏡孔，14-熱電偶，15-排鹽口，16-保溫層。

實施例：

本實用新型由頂蓋2、殼體3和底板4焊接而成的儲鹽罐1，熔鹽泵5，攪拌器6，電加熱器7，蓄熱磚8，入料口9，入鹽口10，人孔11，排空口12，視鏡孔13，熱電偶14，排鹽口15和保溫層16組成；所述儲鹽罐1內部底端設有蓄熱磚8，所述儲鹽罐1的殼體3底部設有排鹽口15和電加熱器7，所述儲鹽罐1的頂蓋2上設有熔鹽泵5，攪拌器6，人孔11，視鏡孔13，排空口12，入料口9，入鹽口10和熱電偶14，所述儲鹽罐1的頂蓋2和殼體3外側設有保溫層16。

所述熔鹽泵5和攪拌器6安裝在儲鹽罐的頂蓋2上。

所述蓄熱磚8屬于固體蓄熱介質，由陶土材料如氧化鎂(MgO)、氧化鋁礬土(Al₂O₃)、氧化硅(SiO₂)或其組合制造而成；所述熔鹽為兩種或兩種以上無機鹽混合物的熔融態液體。

所述熔鹽泵5為立式液下泵，其吸入口的安裝高度在電加熱器的安裝高度之上。

所述攪拌器6為推進式攪拌器，位于儲鹽罐的中心軸上。

所述保溫層16設置在儲鹽罐1的頂蓋和殼體3的外表面，由硅酸鋁纖維氈、無石棉硅酸鈣或氣凝膠氈制成。

所述蓄熱磚8布置在電加熱器7的四周，電加熱器7與蓄熱磚8之間存在10～20mm的間隙；所述電加熱器7為浸沒式電加熱器。

實施例1：

如圖1所示，本實施例包括：包括儲鹽罐、熔鹽泵、攪拌器、電加熱器、蓄熱磚和保溫層，所述儲鹽罐由頂蓋、殼體以及底板組成，儲鹽罐的頂蓋上設有入料口、入鹽口、人孔、排空口、視鏡孔、熱電偶、熔鹽泵和攪拌器，儲鹽罐的殼體底部設有排鹽口，儲鹽罐的內底部設置有電加熱器和蓄熱磚。

所述熔鹽泵為立式液下泵，其吸入口的安裝高度在電加熱器的安裝高度之上；攪拌器為推進式攪拌器，其處于儲鹽罐的中心軸上；電加熱器為浸沒式電加熱器；保溫層為硅酸鋁纖維氈、無石棉硅酸鈣或氣凝膠氈，其設置在儲鹽罐的頂蓋和殼體的外表面。

所述蓄熱磚是一種固體蓄熱材料，也就是陶土材料如氧化鎂(MgO)、氧化鋁礬土(Al₂O₃)、氧化硅(SiO₂)或其組合。

所述蓄熱磚布置在電加熱器的四周，電加熱器與蓄熱磚之間存在10～20mm的間隙，熔鹽泵和攪拌器的正底下不設置蓄熱磚，以保證熔鹽泵與攪拌器的穩定運行。

在本實施例中，所述固液蓄熱介質組合式儲能裝置作為太陽能熱發電站熔鹽傳熱蓄熱系統或熔鹽蓄熱式電加熱供暖系統的低溫熔鹽罐。為了保證低溫熔鹽罐中的熔鹽溫度不低于其凝固點溫度，需要采用電加熱器對熔鹽進行加熱，以防止熔鹽凝固。首先開啟電加熱器，電加熱器將電能轉換為熱能并傳遞給熔鹽和蓄熱磚，使熔鹽罐內的溫度保持在設定值以上。在加熱過程中，通過攪拌器的攪拌作用使儲鹽罐內不同空間位置的熔鹽溫度均勻分布，達到消除罐內溫度梯度的效果。

實施例2：

與實施例1的特征相同，所述固液蓄熱介質組合式儲能裝置作為熔鹽蓄熱式電加熱供暖系統的高溫熔鹽罐。在電力系統用電低谷時段，開啟電加熱器對熔鹽和蓄熱磚進行加熱，低溫熔鹽升溫后變成高溫熔鹽，然后熔鹽泵將高溫熔鹽輸送至用熱端換熱設備加熱循環水供熱用戶采暖。

以上通過實施例對本實用新型的進行了詳細說明，但所述內容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用于限定本實用新型的實施范圍。凡利用本實用新型所述的技術方案，或本領域的技術人員在本實用新型技術方案的啟發下，設計出類似的技術方案而達到上述技術效果的，或者對申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本實用新型的專利涵蓋保護范圍之內。