[发明专利]一种气体与熔盐接触换热的蓄热装置

说明书

技术领域

本发明属于熔盐蓄热技术领域，特别是涉及一种气体与熔盐接触换热的蓄热装置。

背景技术

直接接触换热是指两股或多股流体在无固体间壁情况下的热能传递过程。由于冷热流体间可直接进行物理接触，因此该换热方式与间壁式换热相比，优点在于传热面积大、传热速率更高、传热效果好，且传热设备的结构更加简单，维修方便，间壁式换热设备中出现的热膨胀、结垢及腐蚀问题可大大减少。

现有的光热发电站中，多采用熔融盐作传热与蓄热介质，结合蒸汽动力循环发电，熔盐换热装置采用间壁式换热器，存在换热热阻大、换热效率不高，且熔盐大范围在管道内流动会发生腐蚀和冻堵现象。另一方面，针对光热发电(高温蓄热领域)而提出的传统熔盐蓄热方案(双罐蓄热和斜温层单罐蓄热)均投资成本高昂，核心设备(熔盐泵和换热器)技术难度大，防熔盐冻堵措施复杂。这些问题限制了熔盐蓄热技术在中低温供热(工业供热和集中供暖等)领域的商业化应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气体与熔盐接触换热的蓄热装置，采用气体与熔盐接触换热技术，熔盐储罐兼具蓄热和放热两种功能，极大的简化了熔盐蓄热系统，具有结构简单、成本低、安全性高、抗熔盐冻堵等显著优点，可有效推动熔盐蓄热技术在中低温供热领域的商业化应用。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种气体与熔盐接触换热的蓄热装置，包括熔盐储罐、换热器和电加热器，所述熔盐储罐到换热器的气体流向中依次连通有储气罐、风机和第二阀门；所述换热器到电加热器的气体流向中依次连通有第三阀门和第五阀门；所述换热器还并联有第一旁路，所述第一旁路上设置有第一阀门；所述第一阀门与换热器进气口的第二阀门和换热器出气口的第三阀门并联设置；所述电加热器到熔盐储罐的气体流向中依次连接有第六阀门和三通阀；所述三通阀的一出气口连接到储气罐，所述三通阀的另一出气口连接到扩散器；所述电加热器还并联有第二旁路，所述第二旁路上设置有第四阀门；所述第四阀门与电加热器进气口的第五阀门和电加热器出气口的第六阀门并联设置。

进一步地，所述熔盐储罐为卧式储罐或立式储罐，且其外表面设置有电伴热和保温层。

进一步地，所述熔盐储罐内还安装有一扩散器，所述扩散器与熔盐储罐和三通阀连通；所述熔盐储罐顶部还设置有一加料孔，加料孔兼作人孔使用；所述熔盐蓄热罐底部还设置有排盐口。

进一步地，所述换热器上还设置有流体入口和流体出口。

进一步地，所述扩散器包括一气箱，所述气箱一表面设置有一进气管，所述进气管与气箱相互贯通；所述气箱的表面均布开有出气孔；所述气箱包括圆形箱体或矩形箱体或管型箱体。

进一步地，当三通阀与扩散器的气流通路关闭，所述第二阀门、第三阀门和第四阀门均为关闭状态后，所述风机、第一阀门、第五阀门、电加热器、第六阀门、三通阀和储气罐构成一气体预热回路。

进一步地，当三通阀与储气罐的气流通路关闭，三通阀与扩散器的气流通路打开，所述第二阀门、第三阀门和第四阀门均为关闭状态后，所述风机、第一阀门、第五阀门、电加热器、第六阀门、三通阀、扩散器、熔盐储罐和储气罐构成一熔盐蓄热回路。

进一步地，当三通阀与储气罐的气流通路关闭，三通阀与扩散器的气流通路打开，所述第一阀门、第五阀门和第六阀门均为关闭状态后，所述风机、第二阀门、换热器、第三阀门、第四阀门、三通阀、扩散器、熔盐储罐和储气罐构成一熔盐放热回路。

进一步地，当三通阀与储气罐的气流通路关闭，三通阀与扩散器的气流通路打开，所述第一阀门、第四阀门均为关闭状态后，所述风机、第二阀门、换热器、第三阀门、第五阀门、电加热器、第六阀门、三通阀、扩散器、熔盐储罐和储气罐构成一熔盐边蓄热边放热回路。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明采用气体(如氮气等惰性气体)与熔盐接触换热技术，熔盐储罐兼具蓄热和放热两种功能，换热效率高、结构简单，极大的简化了熔盐蓄热系统，降低了系统成本，并提高了系统安全性。

2、本发明摒弃熔盐管道和价格昂贵的熔盐泵和熔盐换热器，熔盐相关设备比传统熔盐蓄热装置大幅减少，仅包含一熔盐储罐，彻底解决熔盐冻堵问题。

3、本发明利用气体作为中间换热介质，避免熔盐与换热流体直接换热，降低了换热流体泄露到熔盐中的风险，提高了装置的安全性。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明