阅读说明：本技术 一种防止储罐熔盐凝固的装置及其使用方法 (Device for preventing storage tank molten salt from being solidified and using method thereof ) 是由 靳亚斌 周三平 于 2019-11-29 设计创作，主要内容包括：一种防止储罐熔盐凝固的装置及其使用方法,装置包括罐体,罐体外侧壁螺旋形缠绕有内部循环流动高温导热油的折边蜂窝夹套；熔盐进出管从罐体顶部中心贯穿进入罐体至近罐体底部,熔盐进出管两侧设有两根从罐体顶部贯穿罐体至近底部的旋转轴,旋转轴轴心设有空气流道,旋转叶片、第一温度传感器和第一电加热装置安装在旋转轴上；白天,将被太阳能系统加热的高温熔盐通过熔盐进出管道注入罐体内进行保温储存；在夜晚或阴雨天气,装置启动,对罐体内的熔盐及对梯形管内的高温导热油进行循环加热；进行输出利用后,白天重新向罐体内注入经太阳能加热的高温熔盐,如此循环往复；本发明具有结构合理、操作简单、节能环保及安全性好的优点。(A device for preventing molten salt of a storage tank from being solidified and a using method thereof are disclosed, the device comprises a tank body, wherein the outer side wall of the tank body is spirally wound with a folded edge honeycomb jacket internally circulating and flowing high-temperature heat conducting oil; the molten salt inlet and outlet pipe penetrates into the tank body from the center of the top of the tank body to be close to the bottom of the tank body, two rotating shafts penetrating through the tank body from the top of the tank body to be close to the bottom are arranged on two sides of the molten salt inlet and outlet pipe, an air flow channel is arranged at the axis of each rotating shaft, and the rotating blades, the first temperature sensor and the first electric heating device are arranged on the rotating shafts; in the daytime, high-temperature molten salt heated by the solar system is injected into the tank body through a molten salt inlet and outlet pipeline for heat preservation and storage; at night or in rainy days, the device is started to circularly heat the fused salt in the tank body and the high-temperature heat conducting oil in the trapezoidal pipe; after output utilization, injecting the solar-heated high-temperature molten salt into the tank again in the daytime, and repeating the steps in such a way; the invention has the advantages of reasonable structure, simple operation, energy saving, environmental protection and good safety.)

一种防止储罐熔盐凝固的装置及其使用方法

技术领域

本发明属于太阳能储热技术领域，特别涉及一种防止储罐熔盐凝固的装置及其使用方法。

背景技术

众所周知，太阳能具有间歇性、低密度和不稳定性、难以持续供应的缺点，单纯太阳能热发电的广泛应用目前仍有许多问题需要解决。由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源，就必须很好地解决储能问题，即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来，以供夜间或阴雨天使用，但储能是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。储能技术成为太阳能热利用发展的一个瓶颈，如何实现太阳能高效、大规模的储存，保证太阳能一天持续供给是太阳能光热利用的关键问题。

潜热蓄热是利用物质在相变过程中吸热的原理蓄热，吸热过程中储能介质吸收太阳能而发生相变，将太阳辐射能储存于介质相变的潜热中，放热过程储热介质变为原来相态，释放大量的热量。潜热蓄热介质主要包括熔盐相变储能、熔盐及无机材料复合相变储能等。相比水、水蒸气、高温导热油、液态金属等介质，熔盐具有相对廉价、较低的蒸气压、使用温度范围宽广和化学稳定、储热密度大等优点。高温熔盐储存于储罐中有利于减少热量的损失，当外界天气原因等造成电网不稳定时利用高温储罐中的熔盐来放热保证稳定的发电量，高温熔盐放热温度降低后通过泵抽回重复利用。熔盐作为蓄热介质其可靠性目前已经得到了证实，但是熔盐的凝固点较高，向外管道输送时容易在管道壁面和储罐壁面发生凝结现象，对管线和储罐壁面造成交变应力疲劳破坏，影响整个太阳能热发电系统的安全可靠性。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种防止储罐熔盐凝固的装置及其使用方法，能够有效防止储罐壁面和熔盐输出过程中管道内壁面熔盐发生凝结，从而造成储罐壁面和管道的热应力增大导致故障及安全风险的问题，具有结构合理、操作简单、节能环保及安全性好的优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种防止储罐熔盐凝固的装置，包括罐体1，所述罐体1外侧壁螺旋形缠绕有折边蜂窝夹套3，罐体1最外侧包覆有保温层2；罐体1顶部中心穿过有熔盐进出管10，所述熔盐进出管10顶端连接法兰8，熔盐进出管10两侧对称设置有两根从罐体1顶部贯穿至近罐体1底部的旋转轴9，所述旋转轴9轴心设有空气流道5，旋转轴9外侧中下段设有第一温度传感器11及旋转叶片6，旋转轴9外侧底部还设置有第一电加热装置7。

所述折边蜂窝夹套3由若干梯形管4构成，梯形管4内为导热介质，梯形管4外设置有第二温度传感器14，梯形管4出口端汇合连至循环泵12进口端，循环泵12出口端与梯形管4进口端相连接。

所述循环泵12进口端或出口端管路上还设置有第二电加热装置13。

所述高温导热油温度为400℃-500℃。

所述旋转叶片6为一组或多组。

所述旋转叶片6流型为轴向流。

所述温度传感器11、第二温度传感器14、第一电加热装置7、第二电加热器13及旋转轴9与外部控制系统相连接。

一种基于防止储罐熔盐凝固的装置的使用方法，具体步骤为：

1)预先按工作需要对外部控制系统进行设置，然后将白天经太阳能系统加热的高温熔盐通过熔盐进出管10输送进罐体1内储存保温；

2)储存过程中，当第一温度传感器11测得罐体1温度低于设定值，将信号传递至外部控制系统，外部控制系统启动第一电加热装置7对罐体1内的熔盐进行加热；当第二温度传感器14测得罐体1壁面温度下降，将信号传递至外部控制系统，外部控制系统启动循环泵12及第二电加热装置13，对梯形管4内的高温导热油进行循环加热，保证高温导热油温度在400℃-500℃范围内；

3)在夜晚或阴雨天启动装置，外部控制系统控制旋转轴9对罐体1中的熔盐搅拌，旋转叶片6使熔盐在罐体1中轴向流流型运动，使罐体1内上下层熔盐温度均匀分布，然后通过熔盐进出管10连接外部泵系统将罐体1内储存的高温熔盐泵送至发电系统；

4)熔盐被泵出释放热量的同时，罐体1内温度下降，第一温度传感器11测得罐体1温度低于设定值，将信号传递至外部控制系统，外部控制系统启动第一电加热装置7对罐体1内的熔盐进行加热，使熔盐输出过程中温度不会低于凝结点；熔盐被泵出释放热量的同时，罐体1壁面温度下降，第二温度传感器14测得罐体1壁面温度下降，将信号传递至外部控制系统，外部控制系统启动循环泵12及第二电加热装置13，对梯形管4内的高温导热油进行循环加热，保证高温导热油温度在400℃-500℃范围内；

5)太阳能光热系统正常发电时熔盐重新吸收太阳能，通过熔盐进出管10输送到罐体1内进行储存，进入新一轮过程循环。

本发明通过储罐的顶部中心处设置熔盐进出管10，白天将高温熔盐注入罐体1中储存保温；旋转轴9及设置在旋转轴9上的旋转叶片6用于搅拌罐体内的熔盐，使熔盐可以上下形成循环流，使储罐内上下层熔盐温度均匀分布；当第一温度传感器11测得罐体1内温度低于设定值时，外部控制系统启动第一电加热装置7对罐体1内的熔盐进行加热；当第二温度传感器14测得罐体1壁面温度低于设定值时，外部控制系统启动第二电加热装置13及循环泵，对梯形管4内高温导热油进行循环加热，保证熔盐输出过程中温度不会低于凝结点，有效防止熔盐液面下降过程中近罐体1壁面的熔盐凝结；旋转轴9内设置空气流道5，用于平衡熔盐流入和流出过程中储罐1内的压力平衡；罐体1外侧壁螺旋形缠绕有折边蜂窝夹套3，能够提高罐体1壁面整体强度，罐体1最外侧包覆有保温层2增强保温效果，综上，本发明具有结构合理、操作简单、节能环保及安全性好的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明所述的折边蜂窝夹套结构示意图。

图中：1、储罐壁面；2、保温层；3、折边蜂窝夹套；4、梯形管；5、空气流道；6、旋转叶片；7、第一电加热装置；8、管线连接法兰；9、旋转轴；10、熔盐进出进入管线；11、温度传感器；12、循环泵；13、第二电加热装置；14、第二温度传感器14。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理及工作原理做进一步说明。

参见图1，一种防止储罐熔盐凝固的装置，包括罐体1，所述罐体1外侧壁螺旋形缠绕有折边蜂窝夹套3，能够提高罐体1壁面整体强度，罐体1最外侧包覆有保温层2，增强保温效果；罐体1顶部中心穿过有熔盐进出管10，所述熔盐进出管10顶端连接法兰8，熔盐进出管10两侧对称设置有两根从罐体1顶部贯穿至近罐体1底部的旋转轴9，所述旋转轴9轴心设有空气流道5，以平衡熔盐进出过程中储罐内的压力，旋转轴9外侧中下段设有温度传感器11及旋转叶片6，旋转轴9外侧底部还设置有第一电加热装置7，使熔盐输出过程中温度不会低于凝结点。

参见图2，所述折边蜂窝夹套3由若干梯形管4构成，梯形管4内为导热介质，梯形管4外设置有第二温度传感器14，梯形管4出口端汇合连至循环泵12进口端，循环泵12出口端与梯形管4进口端相连接。

所述循环泵12进口端或出口端管路上还设置有第二电加热装置13，用于加热循环流动的高温导热油。

所述梯形管4内导热介质为高温导热油，高温导热油将热量传递给储罐壁面防止熔盐输出过程中储罐壁面附近区域熔盐温度低于凝固点。

所述高温导热油温度为400℃-500℃。

所述旋转叶片6为一组或多组。

所述旋转叶片6流型为轴向流，使熔盐向下流动，形成上下循环流。

所述温度传感器11、第二温度传感器14、第一电加热装置7、第二电加热器13及旋转轴9通过导线与外部控制系统相连接。

一种基于防止储罐熔盐凝固的装置的使用方法，具体步骤为：

1)预先按工作需要对外部控制系统进行设置，然后将白天经太阳能系统加热的高温熔盐通过熔盐进出管10输送进罐体1内储存保温；

2)储存过程中，当第一温度传感器11测得罐体1温度低于设定值，将信号传递至外部控制系统，外部控制系统启动第一电加热装置7对罐体1内的熔盐进行加热；当第二温度传感器14测得罐体1壁面温度下降，将信号传递至外部控制系统，外部控制系统启动循环泵12及第二电加热装置13，对梯形管4内的高温导热油进行循环加热，保证高温导热油温度在400℃-500℃范围内；

3)在夜晚或阴雨天启动装置，外部控制系统控制旋转轴9对罐体1中的熔盐搅拌，旋转叶片6使熔盐在罐体1中轴向流流型运动，使罐体1内上下层熔盐温度均匀分布，然后通过熔盐进出管10连接外部泵系统将罐体1内储存的高温熔盐泵送至发电系统；

4)熔盐被泵出释放热量的同时，罐体1内温度下降，第一温度传感器11测得罐体1温度低于设定值，将信号传递至外部控制系统，外部控制系统启动第一电加热装置7对罐体1内的熔盐进行加热，使熔盐输出过程中温度不会低于凝结点；熔盐被泵出释放热量的同时，罐体1壁面温度下降，第二温度传感器14测得罐体1壁面温度下降，将信号传递至外部控制系统，外部控制系统启动循环泵12及第二电加热装置13，对梯形管4内的高温导热油进行循环加热，保证高温导热油温度在400℃-500℃范围内；

5)太阳能光热系统正常发电时熔盐重新吸收太阳能，通过熔盐进出管10输送到罐体1内进行储存，进入新一轮过程循环。

本发明的工作原理为：

在晴朗的白天，太阳能系统经光热转换加热熔盐，将被加热的高温熔盐通过本发明装置的熔盐进出管道10注入罐体1内进行保温储存；当第一温度传感器11测得罐体1内温度低于设定值时，外部控制系统启动第一电加热装置7，对罐体1内的熔盐加热；当第二温度传感器14测得梯形管4温度低于设定值时，外部控制系统启动循环泵12及第二电加热装置13，对梯形管4内的高温导热油进行循环加热；使熔盐输出过程中温度不会低于凝结点，有效防止熔盐液面下降过程中罐体1壁面附近熔盐凝结；在夜晚或阴雨天气，将白天储存在罐体1内高温熔盐输出利用，启动装置，外部控制系统控制旋转轴9带动旋转叶片6，使罐体1内上下层熔盐温度均匀分布，熔盐进出管道10连至外接泵系统，将熔盐泵出罐体1，白天重新向罐体1内注入经太阳能加热的高温熔盐，如此循环往复。

显然，以上具体实施方式中仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述具体实施方式对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。