[发明专利]一种高温熔盐储罐预热与加热装置

说明书

本发明公开了一种高温熔盐储罐预热和加热装置，包括罐壁电伴热、罐底电伴热、空气汇集管、循环风机、风门调节器、固定式螺旋喷嘴、旋转式喷嘴和风道，该装置将罐体预热和储存介质加热合二为一。在罐底和罐壁上布置电伴热，罐体预热时电伴热加热罐体金属和保温，通过闭式循环风系统来冷却和均匀罐壁温度，同时循环风被加热，循环热风再加热罐顶和罐底。在长时间停运时通过电伴热对熔盐进行加热，维持介质温度。本发明避免了常规电加热棒套管在罐壁底部开孔，降低储罐泄漏风险。同时也无需配置大功率空气加热器。提高了储罐预热效率和运行可靠性。

技术领域

本发明属于太阳能光热发电及其他高温储能储热利用技术领域，特别涉及一种高温熔盐储罐预热与加热装置。

背景技术

目前高温储能储热技术广泛应用于太阳能光热、常规电站及其他新能源领域，储热介质一般为熔盐。带储热的塔式和槽式光热电站，白天发电的同时通过熔盐或其他介质储能部分热量，夜晚通过储存的热量转换成蒸汽驱动汽轮机发电，具有发电时长及更稳定的电能输出。常规电站通过电能或高温烟气加热储存介质，再通过高温介质转换蒸汽发电，起到储能和平衡负荷等功能。利用热能存储作为一种独立的电力存储技术，也可把廉价的富余的夜间风力发电转变为可在高峰供电期利用的电能，实现谷电峰用。

高温储能储热介质存放在储罐之中，高参数储热介质温度一般在300度以上。高温储罐在首次充装介质之前，需对罐体进行预热至介质初始温度，避免直接充装时高温介质对罐体的热冲击而造成的损伤。目前高温储罐常规的预热方式：通过罐体外热空气或热烟气注入罐体内加热罐壁，该系统中需要配置锅炉和空气加热器。由于高温储罐的预热仅在首次或长时间停用后再次充装时需要，整个使用寿命期间使用次数非常少，配置大功率空气加热器成本较高，同时需要300度以上热源的空气加热器性能可靠性较低。烟气加热方式需要现场配置辅助锅炉，部分电站不具备条件。烟气中其他杂质也可能对罐体材料和储存介质造成污染。

存储高温介质的储罐为了减少热损失，罐底、罐壁和罐顶都具有绝热性能良好的保温结构。当其他设备发生故障整个装置停运时，储罐内介质处于静止状态，罐体散热过程中介质温度会降低。熔盐在到达一定温度时会凝固，失去流动性。为保证储罐内介质处于液相，在停运阶段需要对熔盐进行加热。目前熔盐储罐加热方式：在靠近罐底位置，沿圆周方向焊接电加热套管，通过插入套管内的电加热棒进行加热。该方法的缺点是需要在罐壁底部焊接接管，大容量高温储罐罐壁底部应力大，接管焊缝位置容易产生泄漏。储罐一旦发生泄漏，整个维修成本和停运造成的损失非常巨大。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：提供了一种新型的高温熔盐储罐预热和加热装置，该装置将预热和加热合二为一，在罐底和罐壁上布置电伴热，电伴热加热罐壁过程中，通过储罐外部循环风机来冷却罐壁，同时加热空气，加热后的热空气来预热罐顶和罐底。在停运时通过电伴热对熔盐进行加热。这种方法避免了在罐壁底部开孔，降低储罐泄漏风险。同时也无需配置大功率空气加热器。提高了储罐预热效率和运行可靠性。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种高温熔盐储罐预热和加热装置，包括罐壁电伴热、罐底电伴热、空气汇集管、循环风机、风门调节器、固定式螺旋喷嘴、旋转式喷嘴和风道，罐壁电伴热和罐底电伴热分别固定安装在罐壁和罐底，作为储罐预热和加热的热源。空气汇集管、循环风机、风门调节器通过风道串联起来，组成罐外空气循环系统，空气汇集管布置在储罐内部中央，将罐壁四周的空气汇集到罐底中心，循环风机和风门调节器用来驱动和调节循环系统风量，固定式螺旋喷嘴安装在罐顶靠近罐壁位置，将循环系统中的空气喷向罐壁，沿罐壁形成螺旋风，冷却和控制罐壁加热温度，同时加热循环风，旋转式喷嘴安装在罐顶中心，靠循环系统中空气自身动能驱动喷嘴旋转，将热空气沿360度喷向罐顶内表面，对罐顶进行加热。

其中，罐壁电伴热和罐底电伴热分区布置并独立控制，每个分区内通过热电偶控制温度。