[发明专利]一种电极加热熔融盐装置和方法

说明书

本发明公开了一种电极加热熔融盐装置和方法，该装置由电源设备、低温熔盐集箱、高温熔盐集箱、压缩空气储箱、电极、疏盐集箱、绝缘连接件、电极锅炉外壳和控制阀门组成，该系统的运行方法包括正常运行模式和排盐模式；本发明利用熔盐的电阻特性，直接将电能转换为热能用于加热熔盐，电压等级高、功率密度大、造价成本低，该装置使用压缩空气调节加热功率，无运动部件、排盐彻底，能避免检修或故障时排盐不彻底造成的设备损坏。

技术领域

本发明属于熔盐储能技术领域，具体涉及一种电极加热熔融盐装置和方法，适用于以熔融盐为媒介的各种储热系统，能够显著提高熔盐电加热器功率密度、降低成本。

背景技术

目前我国风能、太阳能等可再生能源逐年迅猛发展，加之全社会用电量逐年攀升，电网用电峰谷差日益增大，电网对低成本、长寿命储能技术的需求越来越强。按照储能品质高低，目前储能技术可以简单划分为电储存、势能储存和热量储存，其中电储存可分为锂电池、液流电池、超级电容等，势能储存可分为抽水蓄能、压缩空气、飞轮等，热量储存可分为固体储热、熔融盐储热、热化学储存等。

熔融盐储热技术目前广泛应用于太阳能光热电站、清洁供暖等场景，具有成本低、储热温度高、寿命长的优点。使用熔融盐储热辅助火电厂调峰、调频、供汽可以有效提高电厂收益，在当下光伏、风电快速发展的情况下，具有广阔的市场空间和应用价值。使用熔融盐储热实现调峰或调频等功能时，电加热器是必不可少的。现阶段用于加热熔盐的电加热器都是电阻式加热器，其工作原理是：利用电阻丝产生热量，电阻丝外设有耐腐蚀的不锈钢套，不锈钢套与电阻丝之间填充绝缘导热的氧化镁粉末，不锈钢套外面为流动的熔融盐，不断将电阻丝产生的热量带走。现有电阻式加热器的缺点是单位长度电阻丝的传热功率受限、高成本的不锈钢使用量大，导致单位功率成本高、占地体积大。

发明内容

为克服现有电阻式熔盐电加热器的不足，本发明提出一种电极加热熔融盐装置，该装置利用熔盐的电阻特性，直接将电能转换为热能用于加热熔盐，电压等级高，同等加热功率条件下体积较小、造价低。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种电极加热熔融盐装置，由电源设备1、低温熔盐集箱2、高温熔盐集箱3、压缩空气储箱4、中性电极5、相电极6、疏盐集箱7、绝缘连接件8、电极锅炉外壳9、中性线10、第一阀门11、第二阀门12、第三阀门13、第四阀门14和液位监测器15组成；

所述电源设备1连有三个相线和一个中性线10，三个相线分别为A相线A1、B相线B1和C相线C1，三个相线分别与三个相电极6连接，中性线10与三个中性电极5连接；低温熔盐集箱2有三个出口，分别通过第一阀门11与中性电极5上的熔盐入口连接；高温熔盐集箱3有三个入口，分别通过第二阀门12与中性电极5上的熔盐出口连接；压缩空气储箱4有三个出口，分别通过第三阀门13与中性电极5上的空气口连接；中性电极5呈筒形结构，三个相电极6分别放在三个中性电极筒体内；疏盐集箱7有三个入口，分别通过第四阀门14与中性电极5上的疏盐出口连接；中性电极5上设置有液位监测器15；绝缘连接件8安装在低温熔盐集箱2、高温熔盐集箱3、压缩空气储箱4和疏盐集箱7与中性电极5间的连接管道上；中性电极5、相电极6和绝缘连接件8被密封在电极锅炉外壳9内；该电极加热熔融盐装置利用熔盐的电阻特性，直接将电能转换为热能用于加热熔盐，电压等级高、功率密度大，该装置使用压缩空气调节加热功率，无运动部件、排盐彻底，能避免检修或故障时排盐不彻底造成的设备损坏。

所述中性电极5为密封承压筒体结构，便于加热和排盐。

所述压缩空气储箱4储存带压空气，压力可灵活调节，用于调整中性电极5内的熔盐液位，通过改变熔盐与电极间的接触面积来调整加热功率。

所述疏盐集箱7与中性电极5底部连接，装置检修或停运时，采用压缩空气吹扫能够彻底排盐。

所述的一种电极加热熔融盐装置的运行方法，包括正常运行模式和排盐模式，具体如下：