本實用新型屬于儲能換熱設(shè)備領(lǐng)域,尤其涉及一種帶垂直槳形攪拌器的熔鹽儲能換熱裝置。
背景技術(shù):
由于經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,使得我國面臨的能源緊缺和環(huán)境污染的壓力越來越重。現(xiàn)階段我國正處于工業(yè)化發(fā)展的加速期,能源供需矛盾日益突出。以煤炭為主的能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu),嚴(yán)重破壞著我國的生態(tài)環(huán)境。要想實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的綠色轉(zhuǎn)型,加快轉(zhuǎn)變能源發(fā)展方式,就必須想方設(shè)法減少溫室氣體的排放,提高能源開發(fā)、加工和轉(zhuǎn)換效率。
我國電網(wǎng)晝夜峰谷差日益擴(kuò)大,存在著資源不合理利用和能效低的問題。目前的日負(fù)荷率約為50%~60%。而隨著負(fù)荷增長,就無法避免對電網(wǎng)進(jìn)行升級或者增建。傳統(tǒng)的措施耗資巨大,大規(guī)模的擴(kuò)建會使電力設(shè)備平均利用時間下降、發(fā)電效率降低、經(jīng)濟(jì)效益減少。如果將電網(wǎng)低谷電通過蓄能裝置儲存起來,在用電高峰時使用,則可以減小電網(wǎng)的峰谷差,起到移峰填谷的目的,可以節(jié)約巨大的電力資產(chǎn)額。借助一定的技術(shù)手段減小峰谷差,大幅提升電力資產(chǎn)的利用率,是未來電網(wǎng)的主要發(fā)展方向。
在蓄能裝置領(lǐng)域,熔鹽因其具有較高的使用溫度、高熱穩(wěn)定性、高比熱容、高對流傳熱系數(shù)、低粘度、低飽和蒸汽壓和低價格等優(yōu)良性能被經(jīng)常用作為傳熱蓄熱介質(zhì)。在用電低谷時段,利用電能加熱熔鹽進(jìn)行儲能,然后在用電高峰時期通過換熱裝置傳熱,提供給工業(yè)企業(yè)進(jìn)行制熱生產(chǎn)或?qū)邮姓┡到y(tǒng),具有環(huán)保無污染和投資成本低等優(yōu)勢,有利于降低能耗成本。
現(xiàn)有技術(shù)的熔鹽儲能裝置,需配備多個反應(yīng)裝置,另需換熱管道將熔鹽輸送至熱能反應(yīng)系統(tǒng)中,如專利名稱為熔鹽蓄熱式電加熱集中供暖系統(tǒng),專利號為201410093965.X的實用新型專利,加熱裝置、冷熔鹽裝置和熱熔鹽裝置分別設(shè)置在三個罐體內(nèi),熔鹽首先儲存在冷熔鹽存放設(shè)備中,通過加熱裝置加熱后,進(jìn)入熱熔鹽存放設(shè)備,再經(jīng)過輸送管道輸送熔鹽至熱能反應(yīng)系統(tǒng),完成熱量交換。
現(xiàn)有技術(shù)存在的問題:
1.現(xiàn)有的熔鹽儲存裝置需配備多個反應(yīng)裝置,所需占地面積較大。
2.根據(jù)與熱能反應(yīng)系統(tǒng)的距離,通常需要安裝一定長度的熔鹽輸送管道,提高了成本。
3.由于輸送管道較長,加熱后的熔鹽在輸送過程中會損失大部分熱量,降低了使用效率。
4.由于設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,日常維護(hù)和修理需要花費較高的人力物力,維修花費時間較長,降低了使用效率。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點,提供了一種帶垂直槳形攪拌器的熔鹽儲能換熱裝置。該裝置儲能與換熱在一個罐體內(nèi)進(jìn)行,所占用場地較小,結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、換熱效率高,熱損失小,加熱均勻,充分利用熔鹽的傳熱蓄熱性質(zhì),在低谷時段通過電能加熱熔鹽進(jìn)行儲能,在高峰時期通過換熱裝置輸出熱能,維護(hù)和修理簡單,可廣泛應(yīng)用于熱能儲能領(lǐng)域。
為了解決上述技術(shù)問題,本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種帶垂直槳形攪拌器的熔鹽儲能換熱裝置,包括臥式罐體、加熱器、換熱器、攪拌器、加料口、安裝口和排廢口,在臥式罐體內(nèi)豎直設(shè)置加熱器,在臥式罐體內(nèi)橫向設(shè)置換熱器,在臥式罐體內(nèi)豎直設(shè)置攪拌器,在臥式罐體左側(cè)外壁中間位置表面設(shè)置換熱器進(jìn)口和換熱器出口,在臥式罐體的左側(cè)上部設(shè)置加料口,在臥式罐體的頂部表面設(shè)置安裝口,在臥式罐體的右側(cè)下部設(shè)置排廢口。
而且,所述的罐體為臥式箱體,由罐體左部、罐體中部和罐體右部組成,罐體左部和罐體右部均呈弧面形,罐體中部為圓柱體。
而且,所述的加熱器為豎直棒狀,上端連接臥式罐體上平面,下端延伸至臥式罐體底部,加熱器距離臥式罐體左部內(nèi)壁的距離為罐體長度的1/6-1/5,加熱器底端至臥式罐體底面的距離為加熱器長度的1/20-1/10。
而且,所述的換熱器為單管式,包括進(jìn)水管和出水管,進(jìn)水管與出水管之間由一根豎直方向的管連接。
而且,所述的攪拌器為垂直設(shè)置,包括攪拌葉片和攪拌桿,攪拌桿的長度為臥式罐體高度的1/2-2/3,攪拌葉片的高度為攪拌桿長度的1/3-1-2,攪拌葉片為槳形。
而且,在所述的加料孔上設(shè)置加料輔助裝置,加料輔助裝置由垂直向上的管體和蓋板組成,管體上端設(shè)置蓋板,蓋板與管體密封連接。
而且,所述的安裝口由蓋板與垂直向上的短管法蘭組成,短管法蘭的法蘭盤朝上,通過螺栓與蓋板連接。在臥式罐體上表面設(shè)置安全閥。
而且,在所述的排廢口上設(shè)置排廢管道,排廢管道與臥式罐體右部弧面形的切線呈20度-60度的角度。
而且,在臥式罐體右部外壁垂直設(shè)置熱電偶,熱電偶數(shù)量為三個,分別位于臥式罐體右部外壁的上、中、下三個位置,三個熱電偶位置分布在一豎直線上,三個熱電偶兩兩之間距離相等。
而且,在臥式罐體中部的外側(cè)表面設(shè)置保溫層,保溫層由內(nèi)向外分別為硅酸鋁層、石棉層、聚氨酯層,保溫層的厚度為2-15cm。
本實用新型的優(yōu)點和有益效果是:
1.本帶垂直槳形攪拌器的熔鹽儲能換熱裝置,包括臥式罐體、加熱器、換熱器、攪拌器、加料口、安裝口和排廢口,本裝置的罐體采用臥式箱體,使用時可埋于地下,大大節(jié)省了空間。
2.本裝置的加熱器為豎直棒狀,上端連接臥式罐體上平面,下端延伸至臥式罐體底部,本裝置的換熱器為單管式,包括進(jìn)水管和出水管,進(jìn)水管與出水管之間由一根豎直方向的管連接,本裝置的加熱器和換熱器均設(shè)置于臥式罐體內(nèi),使裝置占地小,更適于小空間內(nèi)或局部地區(qū)的儲能使用。
3.本裝置的換熱器設(shè)置于罐體內(nèi),放棄了熔鹽輸送管道,將換熱裝置設(shè)置于罐體中,節(jié)約了設(shè)置長距離管道的成本。
4.本裝置的換熱器為單管式,包括進(jìn)水管和出水管,進(jìn)水管與出水管之間由一根豎直方向的管連接,換熱效率更高。
5.本裝置的攪拌器設(shè)置于罐體內(nèi)部,加熱熔鹽的同時進(jìn)行攪拌,使熔鹽更加均勻的受熱,加熱效率更高。
6.本臥式罐體中部的外側(cè)表面設(shè)置保溫層,保溫層由內(nèi)向外分別為硅酸鋁層、石棉層、聚氨酯層,保溫層的厚度為2-15cm,保溫層可以防止熱量的向外擴(kuò)散,提高儲能效率。
7.本裝置所有反應(yīng)設(shè)備均設(shè)置于罐體內(nèi),且結(jié)構(gòu)簡單,在罐體頂部表面開有安裝口,便于維護(hù)與修理。
8.本裝置采用熱性能優(yōu)良的混合熔鹽作為蓄熱介質(zhì),晩上熔鹽被加熱將能量續(xù)存起來,用于白天的供暖,充分利用了谷期電力,緩解電網(wǎng)峰谷差,節(jié)約了能源,通過使用谷期電力替代了煤燃燒,減少燃煤使用量,大大減少了對空氣的污染。
附圖說明
圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1為安全閥,2為加熱器,3為加料輔助裝置,3-1為蓋板,3-2為管體,4為攪拌器,4-1為攪拌葉片,4-2為攪拌桿,5為排廢管道,6為熱電偶,7為換熱器,7-1為出水管,7-2為進(jìn)水管,7-3為換熱器支架,8為罐體,8-1為罐體左部,8-2為罐體中部,8-3為罐體右部,9為保溫層,10為安裝口,10-1為蓋板,10-2為短管法蘭。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖與具體的實施方式對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
實施例1:
一種帶垂直槳形攪拌器的熔鹽儲能換熱裝置,包括臥式罐體8、加熱器2、換熱器7、加料口、安裝口10和排廢口,臥式罐體由罐體左部8-1、罐體中部8-2和罐體右部8-3組成,罐體左部和罐體右部均呈弧面形,罐體中部為圓柱體。在臥式罐體內(nèi)設(shè)置1組加熱器,加熱器為豎直棒狀,上端連接臥式罐體上平面,下端延伸至臥式罐體底部,加熱器距離臥式罐體左部內(nèi)壁的距離為臥式罐體長度的1/6,加熱器底端至臥式罐體底面的距離為加熱器長度的1/20。在臥式罐體內(nèi)部水平設(shè)置換熱器,換熱器包括進(jìn)水管和出水管,進(jìn)水管和出水管均與罐體表面平行,進(jìn)水管與出水管之間由一根豎直方向的管連接。在換熱器下方垂直于臥式罐體底部設(shè)置換熱器支架7-3,用于支撐換熱器。在臥式罐體內(nèi)豎直設(shè)置攪拌器,攪拌桿的長度為臥式罐體高度的1/2,攪拌葉片的高度為攪拌桿長度的1/3。在臥式罐體左部的上表面設(shè)置加料口,加料孔上設(shè)置加料輔助裝置3,加料輔助裝置由垂直向上的蓋板3-1和管體3-2組成,管體上端設(shè)置蓋板,蓋板與管體密封連接。在臥式罐體的底部右側(cè)設(shè)置排廢口,在所述的排廢口上設(shè)置排廢管道5,排廢管道與臥式罐體右部弧面形的切線呈20度的角度。在臥式罐體上表面設(shè)置安全閥1。在臥式罐體右部外壁垂直設(shè)置三個熱電偶6,分別位于臥式罐體右部外壁的上、中、下三個位置,三個熱電偶位置分布在一豎直線上,三個熱電偶兩兩之間距離相等,在臥式罐體中部的外側(cè)表面包有5cm厚保溫層9,保溫層分3層,由內(nèi)向外分別為硅酸鋁層、石棉層、聚氨酯硬泡層。在臥式罐體頂部表面設(shè)置安裝口10,安裝口由蓋板10-1與垂直向上的短管法蘭10-2組成,短管法蘭的法蘭盤朝上,通過螺栓與蓋板連接。
實施例2:
一種帶垂直槳形攪拌器的熔鹽儲能換熱裝置,包括臥式罐體8、加熱器2、換熱器7、加料口、安裝口10和排廢口,臥式罐體由罐體左部8-1、罐體中部8-2和罐體右部8-3組成,罐體左部和罐體右部均呈弧面形,罐體中部為圓柱體。在臥式罐體內(nèi)設(shè)置1組加熱器,加熱器為豎直棒狀,上端連接臥式罐體上平面,下端延伸至臥式罐體底部,加熱器距離臥式罐體左部內(nèi)壁的距離為臥式罐體長度的1/5,加熱器底端至臥式罐體底面的距離為加熱器長度的1/10。在臥式罐體內(nèi)部水平設(shè)置換熱器,換熱器包括進(jìn)水管和出水管,進(jìn)水管和出水管均與罐體表面平行,進(jìn)水管與出水管之間由一根豎直方向的管連接。在換熱器下方垂直于臥式罐體底部設(shè)置換熱器支架7-3,用于支撐換熱器。在臥式罐體內(nèi)豎直設(shè)置攪拌器,攪拌桿的長度為臥式罐體高度的2/3,攪拌葉片的高度為攪拌桿長度的1/2。在臥式罐體左部的上表面設(shè)置加料口,加料孔上設(shè)置加料輔助裝置3,加料輔助裝置由垂直向上的蓋板3-1和管體3-2組成,管體上端設(shè)置蓋板,蓋板與管體密封連接。在臥式罐體的底部右側(cè)設(shè)置排廢口,在所述的排廢口上設(shè)置排廢管道5,排廢管道與臥式罐體右部弧面形的切線呈40度的角度。在臥式罐體上表面設(shè)置安全閥1。在臥式罐體右部外壁垂直設(shè)置三個熱電偶6,分別位于臥式罐體右部外壁的上、中、下三個位置,三個熱電偶位置分布在一豎直線上,三個熱電偶兩兩之間距離相等,在臥式罐體中部的外側(cè)表面包有8cm厚保溫層9,保溫層分3層,由內(nèi)向外分別為硅酸鋁層、石棉層、聚氨酯硬泡層。在臥式罐體頂部表面設(shè)置安裝口10,安裝口由蓋板10-1與垂直向上的短管法蘭10-2組成,短管法蘭的法蘭盤朝上,通過螺栓與蓋板連接。
本裝置的使用包括儲能階段與換熱階段,儲能階段,熱能由環(huán)形設(shè)置于罐體內(nèi)部的加熱棒傳遞至罐體中間位置,形成由四周向中間的熱量傳遞流,直至罐體內(nèi)部各位置的熔鹽的溫度一致,換熱階段低溫?fù)Q熱介質(zhì)通過換熱進(jìn)口進(jìn)入罐體內(nèi)的換入器,與高溫的熔鹽進(jìn)行熱量交換,低溫?fù)Q熱介質(zhì)吸收熱量后由換熱器出口排出,中間位置的熱量被交換走,四周的熱量向中間傳遞,形成由四周向中間的熱量傳遞流,儲能階段和換熱階段形成的熱量傳遞流有助于熱量在罐體內(nèi)部的均勻分布,無需其他輔助裝置,完全依靠加熱器和換熱器的形態(tài)和位置設(shè)置。
使用時,將帶垂直槳形攪拌器的熔鹽儲能換熱裝置罐體安裝于指定位置,通過罐體上方的加料輔助裝置將熔鹽放入罐體內(nèi),在電低谷時,將加熱棒通電,對罐體內(nèi)的熔鹽進(jìn)行加熱,通過熱電偶對罐內(nèi)的溫度進(jìn)行監(jiān)測,將熔鹽加熱至溫度300-500℃,停止供電加熱,通過罐體外部的保溫裝置防止熱量擴(kuò)散,在電高峰時,將換熱裝置內(nèi)通入放熱介質(zhì),如水或油,放熱介質(zhì)吸收熔鹽的熱量并通過管道傳遞出去,完成儲能換熱的整個過程。
以上對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明,但所述內(nèi)容僅為本實用新型的較佳實施例,不能被認(rèn)為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型申請范圍所作的均等變化與改進(jìn)等,均應(yīng)仍歸屬于本實用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。