[发明专利]一种内置多级换热器的熔盐储热锅炉

说明书

本发明公开了一种内置多级换热器的熔盐储热锅炉，包括罐体、电加热器控制系统和多级换热器等。熔融盐的储放热过程均在罐体内进行，谷电时，通过控制器启动电加热器，对罐内的熔融盐进行加热，进行热能存储，白天平峰时段，根据不同的熔盐温度，利用控制器启动多级换热器来加热水，产生满足用户需求的蒸汽，并通过循环水泵传递给用热设备。随着熔融盐温度的降低，通过调整内置多级换热器的换热面积以满足用户的需求，为防止熔盐与水换热初始阶段换热温差过大，在一级换热器外增设空气套管以保证系统的安全平稳运行。本发明节约占地面积，减少热损失，充分发挥熔融盐的储能优势，有效发挥移峰填谷的作用。

技术领域

本发明涉及熔融盐储热技术领域，尤其涉及一种内置多级换热器的熔盐储热锅炉。

背景技术

在大力发展新能源和可再生能源的大趋势下，国家对于可持续发展予以强烈重视。近年来，我国风能、太阳能发电技术不断发展，在电力行业广泛应用，由于风力与光伏发电的随机性、间歇性及逆调峰性等特点，风力及光伏发电的大规模投入运行对电力系统有着重要影响。在《能源生产和消费革命战略》中指出了新能源发电的高比例渗透使电网灵活性下降，调峰能力不足，从而出现弃风弃光现象的发生。同时强调了建设基于用户侧的分布式储能设备，促进源、网、荷、储、用协调发展，研究储能技术在电力行业的应用势在必行。其中，采用熔融盐储热技术可以实现利用谷电将热能储存，在用电高峰时，利用高温熔融盐与被加热介质间的换热产生的蒸汽满足用户发电的需要。

熔融盐储热技术是常见的中高温蓄热技术，因其使用温度高、比热容大、有较好的对流传热系数、黏度低、饱和蒸汽压低和价格低的优点，在太阳能发电领域被广泛应用。现有的熔融盐蓄热技术包括熔融盐单罐蓄热系统、双罐蓄热系统与斜温层蓄热系统。目前，熔融盐双罐蓄热系统发展成熟，但占地面积较大、投资成本高。斜温层蓄热系统有效利用斜温层，有效提高了系统的蓄热效率及经济效益，但其注入和出料结构较为复杂，单罐斜温层的频繁充、放热会加剧斜温层膨胀和扩张。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种结构简单，可以有效提高电能利用率的内置多级换热器的熔盐储热锅炉。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一种内置多级换热器的熔盐储热锅炉，包括罐体、电加热器，所述罐体内装有熔融盐，所述电加热器设置在罐体内，其特征在于：在罐体内设置有多级换热器，所述多级换热器包括依次串联的一级换热器、二级换热器、三级换热器和四级换热器，在所述一级换热器和二级换热器之间设置有第一三通阀，在所述二级换热器和三级换热器之间设置有第二三通阀，在所述三级换热器和四级换热器之间设置有第三三通阀，所述第一三通阀的入口和一级换热器的出口连接，第一三通阀的出口和二级换热器的入口连接，所述第二三通阀的入口和二级换热器的出口连接，第二三通阀的出口和三级换热器的入口连接，所述第三三通阀的入口和三级换热器的出口连接，第三三通阀的出口和四级换热器的入口连接，四级换热器的出口设置有阀门，所述第一三通阀、第二三通阀和第三三通阀的另一个出口和阀门出口连通蒸汽输出管道，在多级换热器内通有换热介质。

进一步的，所述一级换热器为螺旋盘管式换热器，其外侧设置有空气套管。

进一步的，在所述蒸汽输出管道上还设置有电动调节阀、温度传感器、压力表、罐体安全阀和截止阀，所述温度传感器、第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀和阀门均与控制系统电连接。

进一步的，所述罐体的顶部设有熔融盐加盐口、安全阀、电加热器口、液位计口和温度传感器口，所述电加热器口有四个，均匀分布在罐体上，所述电加热器从电加热器口中伸入到罐体内，罐体的底部设有熔融盐排放口，所述熔融盐排放口与地面之间呈1％的向下倾斜坡度。

进一步的，所述的熔融盐为混合三元熔盐HTS，包含53％的KNO₃、7％NaNO₃和40％NaNO₂。

进一步的，所述换热介质为水。