本實(shí)用新型涉及高溫熔鹽加熱領(lǐng)域,尤其涉及一種用于儲(chǔ)鹽化鹽的熔鹽儲(chǔ)罐。
背景技術(shù):
太陽(yáng)能是地球上分布最廣,使用最清潔,同時(shí)也是取之不竭的可再生能源。目前,國(guó)際上應(yīng)用太陽(yáng)能發(fā)電主要有兩種形式:一是利用光伏電池直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能的光電形式(即光伏發(fā)電);二是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成熱能然后發(fā)電的光熱電形式(即光熱發(fā)電)。
太陽(yáng)能光熱發(fā)電站采用冷熔鹽儲(chǔ)罐和熱熔鹽儲(chǔ)罐存放熔鹽,循環(huán)系統(tǒng)工作時(shí),冷熔鹽儲(chǔ)罐內(nèi)的液態(tài)熔鹽經(jīng)熔鹽泵被輸送到太陽(yáng)能集熱器內(nèi),吸收熱能升溫進(jìn)入熱熔鹽儲(chǔ)罐中,隨后高溫液態(tài)熔鹽從熱熔鹽儲(chǔ)罐流進(jìn)熔鹽蒸汽發(fā)生器,加熱冷循環(huán)水產(chǎn)生蒸汽,驅(qū)動(dòng)蒸汽渦輪機(jī)運(yùn)行發(fā)電,而高溫液態(tài)熔鹽溫度降低后流進(jìn)冷熔鹽儲(chǔ)罐。
光熱發(fā)電站通常采用硝酸鈉和硝酸鉀的二元混合熔鹽,其熔點(diǎn)為221℃,低于這一熔點(diǎn)溫度時(shí),熔鹽就會(huì)發(fā)生凝固現(xiàn)象,所以整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行中一旦發(fā)生故障,就極易造成熔鹽在管道和熔鹽儲(chǔ)罐中凝固。在將儲(chǔ)罐內(nèi)凝固的熔鹽再次熔化的過(guò)程中,發(fā)生多起儲(chǔ)罐罐體破壞的事故。造成事故的原因是:熔鹽儲(chǔ)罐一般采用罐底加熱的加熱方法,當(dāng)罐底加熱棒開(kāi)啟時(shí),罐內(nèi)底部熔鹽預(yù)先加熱熔化膨脹而上部的熔鹽以及與罐壁粘合的熔鹽依然為固態(tài)而無(wú)法流動(dòng),致使底部熔鹽熔化后在罐底形成一個(gè)密閉的腔體,熔鹽受熱膨脹,腔內(nèi)的壓力急劇上升而無(wú)法釋放,最終破壞罐體。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于儲(chǔ)鹽化鹽的熔鹽儲(chǔ)罐,以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的熔鹽在罐內(nèi)加熱化鹽會(huì)破壞罐體的技術(shù)問(wèn)題。
如上構(gòu)思,本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
一種用于儲(chǔ)鹽化鹽的熔鹽儲(chǔ)罐,包括圓柱形罐體,所述罐體的底板上均勻間隔設(shè)置有多個(gè)與所述底板平行的第一電加熱器,所述第一電加熱器一端從所述罐體的側(cè)壁插入,沿所述底板的徑向延伸但互不接觸,另一端與所述側(cè)壁固定,所述底板的中心處均勻間隔設(shè)置有多個(gè)與所述底板垂直的第二電加熱器。
其中,所述側(cè)壁的外表面上均勻間隔纏繞有加熱電纜。
其中,所述加熱電纜的外部鋪設(shè)有錫箔反射膜,所述錫箔反射膜覆蓋所述側(cè)壁的外表面。
其中,所述錫箔反射膜的外面覆蓋有保溫層。
其中,所述第一電加熱器和第二電加熱器結(jié)構(gòu)相同,均包括套管和加熱棒,所述套管套設(shè)在所述加熱棒外面。避免加熱棒直接接觸熔鹽,受腐蝕性小。
其中,每個(gè)所述加熱棒均通過(guò)控制線單獨(dú)與所述罐體外面的控制系統(tǒng)連接。多個(gè)加熱棒可同時(shí)啟動(dòng)也可分別啟動(dòng),溫度便于控制。
其中,所述第一電加熱器的數(shù)量為18個(gè)。
其中,所述第二電加熱器的數(shù)量為2個(gè)。
本實(shí)用新型提出的用于儲(chǔ)鹽化鹽的熔鹽儲(chǔ)罐,在罐體底板上設(shè)置第一電加熱器的同時(shí),又在底板的中心處垂直設(shè)置第二電加熱器,在熔鹽熔化過(guò)程中,第二電加熱器周圍的熔鹽熔化形成穩(wěn)定的熱熔鹽流體通道,罐體底部熔化的熔鹽在熱膨脹產(chǎn)生的壓力下,沿著其中一根第二電加熱器形成的熱熔鹽流體通道反涌到未被加熱的固體熔鹽頂部,垂直于底板的第二電加熱器之間形成循環(huán)流動(dòng)通道,從而使罐體底部壓力得到釋放,保護(hù)罐體在化鹽過(guò)程中不遭到破壞,同時(shí)還極大的提高了熔鹽在加熱過(guò)程中熱對(duì)流,使熱量得以循環(huán),加快熔鹽的熔化速率,縮短了加熱時(shí)間。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型提供的用于儲(chǔ)鹽化鹽的熔鹽儲(chǔ)罐的底板上電加熱器布置示意圖;
圖2是本實(shí)用新型提供的用于儲(chǔ)鹽化鹽的熔鹽儲(chǔ)罐的側(cè)壁的局部示意圖。
圖中:
1、底板;2、側(cè)壁;3、第一電加熱器;4、第二電加熱器;5、加熱電纜;
6、錫箔反射膜;7、保溫層。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題、采用的技術(shù)方案和達(dá)到的技術(shù)效果更加清楚,下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
參見(jiàn)圖1和圖2,一種用于儲(chǔ)鹽化鹽的熔鹽儲(chǔ)罐,包括圓柱形罐體,在罐體的底板1上均勻間隔設(shè)置有多個(gè)與底板1平行的第一電加熱器3,第一電加熱器3一端從罐體的側(cè)壁2插入,沿底板1的徑向延伸但互不接觸,另一端與罐體的側(cè)壁2固定,底板1的中心處均勻間隔設(shè)置有多個(gè)與底板1垂直的第二電加熱器4。在本實(shí)施例中,第一電加熱器3的數(shù)量為18個(gè),第二電加熱器4的數(shù)量為2個(gè)。第一電加熱器3均勻布置,保證加熱均勻,提高了能源利用率。
同時(shí)為了更好的為罐體側(cè)壁2加熱,在側(cè)壁2的外表面上均勻間隔纏繞有加熱電纜5。加熱電纜5的外部鋪設(shè)有錫箔反射膜6,錫箔反射膜6覆蓋側(cè)壁2的外表面。錫箔反射膜6的外面覆蓋有保溫層7,減少熱量散失。
第一電加熱器3和第二電加熱器4結(jié)構(gòu)相同,均包括套管和加熱棒,套管套設(shè)在加熱棒外面。避免加熱棒直接接觸熔鹽,減少腐蝕,降低故障率;加熱棒不需要采用耐腐蝕材料,只需要普通材料,降低生產(chǎn)成本。每個(gè)加熱棒均通過(guò)控制線單獨(dú)與罐體外面的控制系統(tǒng)連接。多個(gè)加熱棒可同時(shí)啟動(dòng)也可分別啟動(dòng),溫度便于控制。
罐體底板1中心位置的熱輻射密度最大,在熔鹽熔化過(guò)程中該中心位置優(yōu)先熔化并向罐體側(cè)壁2擴(kuò)散。為了不使底部熔融鹽形成密閉的腔體,加熱時(shí),先開(kāi)啟第二電加熱器4和加熱電纜5,當(dāng)?shù)诙娂訜崞?在中心位置形成穩(wěn)定的熔融鹽流體通道,且與罐體側(cè)壁2內(nèi)表面接觸的固體熔鹽熔化后,再開(kāi)啟罐體底板1上布置的第一電加熱器3。罐體底部熔化的熔鹽在熱膨脹產(chǎn)生的壓力下,沿著其中一根第二電加熱器4形成的熱熔鹽流體通道反涌到未被加熱的固體熔鹽頂部,兩根第二電加熱器4之間形成循環(huán)流動(dòng)通道,從而使罐體底部的壓力得到釋放,保護(hù)罐體在化鹽過(guò)程中不遭到破壞,同時(shí)還極大的提高了熔鹽在加熱過(guò)程中熱對(duì)流,使熱量得以循環(huán),加快熔鹽的熔化速率,縮短了加熱時(shí)間。
在本實(shí)施例中,罐體側(cè)壁2外敷的加熱電纜5的功率較小,主要目的是與第二加熱器4同時(shí)開(kāi)啟,熔化罐內(nèi)壁與固體熔鹽粘結(jié)的部分,可使罐體底板1的固體熔鹽熔化后,上部失去支撐的固體熔鹽可懸浮于下部的熔化的熔鹽中,自身的重力依舊由罐底提供,不會(huì)導(dǎo)致上部固體熔鹽的自重通過(guò)與罐壁粘結(jié),而將自重全部作用于罐壁,而導(dǎo)致罐壁底部破壞。
在加熱化鹽的過(guò)程中,加熱棒的升溫速率不可過(guò)快,瞬間升溫極易造成罐體破裂,即使罐體未立即破裂也會(huì)降低罐體的使用壽命,因此,需嚴(yán)格控制升溫速率,最好先進(jìn)行預(yù)熱,以保證運(yùn)行安全穩(wěn)定。
以上實(shí)施方式只是闡述了本實(shí)用新型的基本原理和特性,本實(shí)用新型不受上述實(shí)施方式限制,在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下,本實(shí)用新型還有各種變化和改變,這些變化和改變都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。