[实用新型]一种热管换热的单罐熔盐蓄热式电锅炉

说明书

技术领域

本实用新型属于蓄热式电锅炉技术领域，特别是涉及一种热管换热的单罐熔盐蓄热式电锅炉。

背景技术

面对日益严峻的雾霾问题，国家开始取缔各种中小型燃煤锅炉，并鼓励通过电锅炉进行替代。蓄热式电锅炉因具有削峰填谷的能力，而得到电力部门的大力推广，并享受优惠电价政策。蓄热式电锅炉利用廉价的谷电为企业生产提供热能，相比传统电锅炉可大大降低企业的日常电费开支。

熔盐作为一种传热性能好、使用温度高、蓄热容量大、价格便宜的蓄热介质，在光热发电领域得到了成功的商业应用。为了稳定产生高温、高压的发电用蒸汽，光热发电中普遍采用双罐熔盐蓄热技术。这种技术方案成本高昂，对熔盐泵流量控制要求精准，还需要熔盐换热器和管道有良好的防冻堵措施。这些问题限制了熔盐蓄热式电锅炉的发展及其在中低温供热(工业供热和集中供暖等)领域的应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种热管换热的单罐熔盐蓄热式电锅炉，通过采用谷电加热、单罐熔盐蓄热技术方案，摒弃熔盐泵和熔盐管道，内置热管换热器和电加热器，极大的简化熔盐蓄热系统，换热流体流量和温度稳定，具有结构紧凑、成本低、抗熔盐冻堵等显著优点，有效替代各种输出热水、热油(指导热油)和蒸汽的燃煤锅炉，缓解日益严重的环境污染问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型为一种热管换热的单罐熔盐蓄热式电锅炉，包括熔盐蓄热罐，所述熔盐蓄热罐顶部分别固定有电加热器、搅拌器和换热器；所述电加热器和换热器均通过法兰连接方式安装于熔盐蓄热罐顶部，所述搅拌器位于熔盐蓄热罐顶部中心；所述电加热器和换热器分别位于搅拌器的两侧；所述熔盐蓄热罐与换热器通过一隔板分隔开。

进一步地，所述熔盐蓄热罐顶部还设置有加料孔，加料孔兼做人孔使用，既可用于向熔盐蓄热罐内投放熔盐，又可作为设备检修通道；所述熔盐蓄热罐周侧靠底部的位置还设置有排盐口，紧急事故工况或锅炉废弃时，可通过排盐口将熔盐蓄热罐内的熔盐转移至安全处。

进一步地，所述换热器为热管换热器，所述热管的蒸发段位于熔盐蓄热罐内，所述热管的冷凝段位于换热器壳体内；所述换热器壳体内装有换热流体，所述换热流体通过换热器壳体上设置的流体入口和流体出口进出换热器；所述换热器壳体靠近底部的位置还设置有排污口，换热结束后用于排空换热器内的液体。

进一步地，所述换热器的热管工作介质包括汞或硫，以确保热管使用温度范围覆盖熔盐的蓄热温度区间。

进一步地，所述换热流体包括水或导热油；所述锅炉通过吸收熔盐的热量输出热水、热油或蒸汽，且输出热水或热油与输出蒸汽时，换热器有不同的结构形式。

进一步地，所述一种热管换热的单罐熔盐蓄热式电锅炉：

当换热流体为水或导热油，锅炉输出热水或热油时，所述流体入口和流体出口分别位于换热器壳体左右两侧，所述流体出口固定有三通混流阀，所述流体入口通过三通分别与换热器壳体和三通混流阀连接；

当换热流体为水，锅炉输出蒸汽时，所述换热器壳体内上半部分充满蒸汽，下半部分为水，且水将热管冷凝段完全浸没；所述流体入口和流体出口均位于换热器壳体顶部。

一种热管换热的单罐熔盐蓄热式电锅炉，锅炉输出热水或热油与输出蒸汽使用不同的换热方法。

进一步地，所述锅炉输出热水或热油时，换热方法包括以下步骤：

S01锅炉放热开始后，搅拌器以匀速转动；

S02冷水或冷油通过流体入口后分成两股：一股流体进入换热器与热管进行换热后混入三通混流阀；另一股流体绕过换热器混入三通混流阀；

上述两股流体通过三通混流阀混合后，从流体出口流出；

S03随着换热的进行，熔盐蓄热罐内熔盐温度将逐渐下降，通过三通混流阀不断提高热流体的流量和降低冷流体的流量，保持出口流体温度的稳定；

S04当熔盐的平均温度下降至最低工作温度，停止向流体入口送入换热流体，并通过排污口将换热流体排尽，关闭搅拌器，放热过程停止。

进一步地，所述锅炉输出蒸汽时，换热方法包括以下步骤：

SS01锅炉放热开始后，给水从流体入口流入换热器壳体内，与热管冷凝段进行换热后，变为饱和蒸汽从流体出口流出；

SS02随着换热过程的进行，熔盐蓄热罐内熔盐温度将逐渐下降，通过逐渐增大搅拌器的转速，加强熔盐与换热器热管蒸发段的对流换热，从而实现出口蒸汽温度的稳定；

SS03当熔盐的平均温度下降至最低工作温度，停止向流体入口送入给水，并通过排污口将换热器中的水排尽，关闭搅拌器，放热过程停止。