[发明专利]一种用于熔盐加热的电加热器

说明书

本发明公开一种用于熔盐加热的电加热器，该电加热器通过在加热器壳体的内部设置由折弯并往复排布的蛇型加热管构成的多组蛇型加热管束来实现增大加热器的散热面积，即增加了流经加热器壳体的内部熔盐的受热面积。并通过在熔盐入口与熔盐出口之间的圆筒形壳体上设置用于容纳连接蛇型加热管内部的电热元件的电缆的上接线腔与下接线腔，使得电热元件的电缆远离熔盐入口与熔盐出口，且减小电热元件的接线端占据加热器壳体内部的体积。与U型管形式的加热管束相比，在相同加热功率情况下，即加热负荷相同，蛇形加热管束单位面积受热功率更低，降低了加热管壁面与熔盐的温差，加快了导热效率，有效解决了加热管表面膜温超温的问题。

技术领域

本发明属于熔盐储热设备领域，具体涉及一种用于熔盐加热的电加热器。

背景技术

近年来烧煤供热问题成为人们关注的焦点，环境污染越来越严重，严重影响人类健康，清洁供热被视为较为理想的可替代性能源。国家出台了“煤改电”政策来减少能源消耗、缓解雾霾问题，但同时也加剧了电网的负荷与峰谷差，电蓄能技术无疑是目前解决电网峰谷差问题最为直接有效的手段。目前，较为理想的供热方式为双罐熔盐低谷电蓄热供热技术，在夜间利用低谷电进行双罐蓄热，白天用于供暖，具有十分重要的应用价值。因此，低谷电电加热蓄放热装置对于提高能源利用效率、改善电网峰谷差以及改善环境均具有十分重要的意义。

目前，熔盐储能系统中所用的蓄热介质主要有二元硝酸盐(KNO₃、NaNO₃)、三元硝酸盐(KNO₃、NaNO₃、NaNO₂)。熔盐作为一种具有优良性能的传热蓄热介质，具有“四高三低”的优秀物理化学性能，较高的使用温区、高热稳定性、高比热容、高对流传热系数、低粘度、低饱和蒸汽压和低价格等优点，被广泛应用于储热技术领域。

电加热器是一种将电能转换为热能，并对待加热介质进行加热的设备，其工作时低温介质通过管道在压力作用下进入其输入口，与电热元件工作中所产生的高温热能量进行热交换，使得自身温度升高，从而在电加热器输出口得到高温介质。

熔盐这种相对特殊的使用对加热器提出较大的挑战，主要有：1、加热管导热性能高，内部填充物绝缘性能好；2、可以实现650℃超高温加热，设备内部件不变性；3、与熔盐直接接触的电加热管具有一定的耐腐蚀性能；4、如何进一步提高电器元件的安全性能指标，包括冷态绝缘耐压、冷态绝缘电阻和泄漏电流。5、如何实现小流量高温加热，且加热管表面膜温不超过熔盐的汽化点，即如何减小加热管壁面温度与熔盐的温差成为加热器设计的关键环节。如果采用常规的电加热管材料、常规的电加热形式，当小流量使用时，极易因为传热不及时导致电加热管壁面温度超过熔盐使用温度上限，严重影响加热器的使用寿命及破坏熔盐的储热性能。

鉴于此，本发明提出一种用于熔盐加热的电加热器。

发明内容

为解决现有技术中的难题，本发明拟解决的问题是，提供一种用于熔盐加热的电加热器；该电加热器结构简单、加热导热性能好、绝缘性高、可实现小流量大温差稳定加热、满足系统各种流量运行工况的熔盐电加热器，解决了现有熔盐电加热器存在的难题。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，设计一种用于熔盐加热的电加热器，其特征在于，该电加热器包括壳体组件、管箱组件、封头组件；所述壳体组件包括圆筒形壳体和上筒体接口法兰；所述管箱组件包括上接线腔、下接线腔和蛇型加热管束；所述封头组件包括上封头和下封头；

所述圆筒形壳体的一端与上筒体接口法兰通过焊接方式连接，所述上筒体接口法兰与上封头底部的上封头接口法兰通过螺栓、螺母和垫片固定连接，属于可拆卸连接；所述圆筒形壳体的另一端与下封头通过焊接方式连接，属于不可拆卸连接；上封头将圆筒形壳体的顶部密封，下封头将圆筒形壳体的底部密封；

在圆筒形壳体的侧壁的同一侧的靠近顶部和底部的位置分别设置有熔盐出口和熔盐入口，熔盐入口与熔盐出口连通且其余部分的圆筒形壳体为密封结构；在盐出口上方的圆筒形壳体上设置有放气口；