本實(shí)用新型涉及太陽能熱發(fā)電站(CSP)技術(shù)中的熔鹽裝置，尤其是改進(jìn)的減腐脫雜循環(huán)熔鹽設(shè)備。
背景技術(shù)：
太陽能熱發(fā)電站(CSP)，通過反射鏡將太陽光匯聚到太陽能收集裝置，利用太陽能加熱收集裝置內(nèi)的液體或氣體傳熱介質(zhì)，再加熱水形成蒸汽帶動或者直接帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。熔鹽是其中一種重要的傳熱介質(zhì)。
熔鹽是一種由陰陽離子組成的在高溫下呈液態(tài)的無機(jī)化合物，具有熱容量大、流動性好，使用溫度高，蒸汽壓低等優(yōu)點(diǎn)。相對于水/水蒸氣，如鈉或Pb-Bi等液態(tài)金屬、導(dǎo)熱油、氦氣或CO2等高溫氣體等傳熱介質(zhì)，熔鹽是一種更具經(jīng)濟(jì)性和安全性的傳蓄熱介質(zhì)。
熔鹽需要先在特定溫度融化，然后在高溫液態(tài)下轉(zhuǎn)運(yùn)至CSP電站的熔鹽儲罐中，根據(jù)電站的設(shè)計(jì)及運(yùn)行要求，熔鹽熔化裝載的相應(yīng)溫度也有不同，如至冷罐，則一般為295℃，至熱罐則為595℃。熔鹽具有較強(qiáng)的腐蝕性，且高溫下易分解。進(jìn)入CSP系統(tǒng)中的熔鹽，如果不解決腐蝕性和穩(wěn)定性問題，雖然短期內(nèi)不會對CSP電站的運(yùn)行造成影響，但熔鹽腐蝕與分解長期存在，一旦釀成事故，造成的損失將是不可估量的。
目前，已公開的熔鹽熔化裝載系統(tǒng)采用的工藝對熔鹽原料沒有做任何處理，只進(jìn)行簡單的混合及熔化裝載，在工藝中只關(guān)注熔鹽熔化速率和成本，卻忽視了熔鹽的質(zhì)量問題，尤其是穩(wěn)定性和腐蝕性問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的是提供一種改進(jìn)的減腐脫雜循環(huán)熔鹽設(shè)備，解決熔鹽除雜凈化、熔化轉(zhuǎn)運(yùn)、質(zhì)量監(jiān)控以及性能強(qiáng)化的技術(shù)問題。
本實(shí)用新型的目的將通過以下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：包括加料口、循環(huán)泵、循環(huán)槽、加熱器、熔鹽爐、混料螺桿、固液混熔分離罐、攪拌器、固液分離器、輸送泵槽、輸送泵、穩(wěn)定劑緩蝕劑熔融爐、熔鹽儲罐、加料口和上料螺桿；
尤其是，循環(huán)槽內(nèi)部安裝加熱器和循環(huán)泵，循環(huán)槽頂部外安裝加料口，循環(huán)泵通過管路連通熔鹽爐，熔鹽爐通過管路分別從頂部接入固液混熔分離罐和輸送泵槽，固液混熔分離罐內(nèi)安裝攪拌器和固液分離器，輸送泵槽上安裝輸送泵，固液混熔分離罐上段和下端分別通過管路連接回循環(huán)槽內(nèi)，輸送泵槽由底部通過管路連接回循環(huán)槽內(nèi)；循環(huán)槽通過管路連接熔鹽儲罐，在循環(huán)槽與熔鹽儲罐之間的管路上連接穩(wěn)定劑緩蝕劑熔融爐；同時(shí)，在固液混熔分離罐旁安裝加料口、上料螺桿和混料螺桿，其中，加料口安裝在上料螺桿的低端上側(cè)，上料螺桿的高端位于混料螺桿前端到中部的上側(cè)，混料螺桿后端接入固液混熔分離罐頂部；同時(shí)，所有管路外套裝伴熱保溫結(jié)構(gòu)。
尤其是，在固液混熔分離罐旁安裝A上料口和B上料口，其中，A上料口安裝在A上料螺桿的低端上側(cè)，B上料口安裝在B上料螺桿的低端上側(cè)，A上料螺桿和B上料口并行安裝，A上料螺桿1和B上料口的高端均位于混料螺桿前端到中部的上側(cè)。
尤其是，熔鹽爐采用天然氣換熱器。
尤其是，循環(huán)槽頂部外安裝循環(huán)液位監(jiān)測儀和循環(huán)溫度監(jiān)測儀，循環(huán)槽底部安裝排鹽口；循環(huán)泵和熔鹽爐之間的管路上安裝主熔鹽閥；熔鹽爐與固液混熔分離罐之間的連通管路上安裝換熱循環(huán)熔鹽溫度監(jiān)測儀和內(nèi)循環(huán)熔鹽流量計(jì)；固液混熔分離罐底部安裝排污口連接入循環(huán)槽；熔鹽爐與輸送泵槽之間的連通管路上安裝外循環(huán)熔鹽流量計(jì)；輸送泵槽頂部安裝輸送溫度監(jiān)測儀和輸送液位監(jiān)測儀，輸送泵槽底部連接回循環(huán)槽的管路上安裝排鹽口；循環(huán)槽連接熔鹽儲罐的管路上安裝在線取樣口；在循環(huán)槽與熔鹽儲罐之間的管路上通過輔助熔鹽閥連接穩(wěn)定劑緩蝕劑熔融爐；穩(wěn)定劑緩蝕劑熔融爐上安裝輔助熔鹽溫度監(jiān)測儀；混料螺桿上安裝混料溫度監(jiān)測儀。
尤其是，熔鹽爐上安裝余熱回收裝置。
尤其是，上料螺桿采用伴熱保溫結(jié)構(gòu)，上料螺桿下端設(shè)有出氣口，上端設(shè)有進(jìn)氣口。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果：采用天然氣熔鹽換熱器和固液混合化鹽結(jié)構(gòu)，熱效率高，化鹽速度快，熔鹽槽體積小，啟動時(shí)間短，系統(tǒng)運(yùn)行效率高，具有卓越的經(jīng)濟(jì)性，熔鹽熔化過程中有效去除了關(guān)鍵雜質(zhì)，提高了熔鹽的穩(wěn)定性，降低了熔鹽的腐蝕性；熔鹽熔化速度快可達(dá)70噸每小時(shí)，熱效率可高達(dá)90％以上；熔鹽質(zhì)量得到有效強(qiáng)化，腐蝕性和穩(wěn)定性得到顯著改善，熔鹽槽體積小，整個(gè)系統(tǒng)所占空間較小。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記包括：
1-加料口；2-循環(huán)液位監(jiān)測儀；3-循環(huán)溫度監(jiān)測儀；4-循環(huán)泵；5-循環(huán)槽；6-加熱器；7-排鹽口；8-主熔鹽閥；9-熔鹽爐；10-換熱循環(huán)熔鹽溫度監(jiān)測儀；11-A上料口，14-B上料口；12-A上料螺桿，15-B上料螺桿；13-A上料溫度監(jiān)測，16-B上料溫度監(jiān)測；17-混料螺桿；18-混料溫度監(jiān)測儀；19-固液混熔分離罐；20-攪拌器；21-固液分離器；22-排污口；23-內(nèi)循環(huán)熔鹽流量計(jì)，24-外循環(huán)熔鹽流量計(jì)；25-輸送泵槽；26-輸送泵；27-排鹽口；28-輸送溫度監(jiān)測儀；29-輸送液位監(jiān)測儀；30-穩(wěn)定劑緩蝕劑熔融爐；31-輔助熔鹽溫度監(jiān)測儀；32-輔助熔鹽閥；33-在線取樣口；34-熔鹽儲罐；35-余熱回收裝置。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型原理在于，熔鹽熔化裝載必須以不耽誤工程項(xiàng)目的正常投運(yùn)為原則，因此熔鹽的熔融裝載必須具有較大的速率才能滿足要求。本實(shí)用新型理論和實(shí)驗(yàn)都證實(shí)，熔鹽的腐蝕性和穩(wěn)定性直接制約熔鹽的熔融裝載速率，而這是由熔鹽中的雜質(zhì)引起。熔鹽原料中存在H2O、Mg、Cl-、SO42-等雜質(zhì)，導(dǎo)致熔鹽腐蝕性和穩(wěn)定性問題。因此，熔鹽腐蝕性和穩(wěn)定性必須得到有效控制，進(jìn)入熔鹽儲罐中的熔鹽質(zhì)量達(dá)到相應(yīng)要求，這些雜質(zhì)如果在熔鹽進(jìn)入CSP系統(tǒng)儲罐前予以去除，可以對CSP電站的穩(wěn)定運(yùn)行提供有效保障，此為實(shí)現(xiàn)熔鹽熔化裝載性能效率改善的有效措施。
本實(shí)用新型包括：加料口1、循環(huán)泵4、循環(huán)槽5、加熱器6、熔鹽爐9、混料螺桿17、固液混熔分離罐19、攪拌器20、固液分離器21、輸送泵槽25、輸送泵26、穩(wěn)定劑緩蝕劑熔融爐30、熔鹽儲罐34、加料口和上料螺桿。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1：如附圖1所示，循環(huán)槽5內(nèi)部安裝加熱器6和循環(huán)泵4，循環(huán)槽5頂部外安裝加料口1，循環(huán)泵4通過管路連通熔鹽爐9，熔鹽爐9通過管路分別從頂部接入固液混熔分離罐19和輸送泵槽25，固液混熔分離罐19內(nèi)安裝攪拌器20和固液分離器21，輸送泵槽25上安裝輸送泵26，固液混熔分離罐19上段和下端分別通過管路連接回循環(huán)槽5內(nèi)，輸送泵槽25由底部通過管路連接回循環(huán)槽5內(nèi)；循環(huán)槽5通過管路連接熔鹽儲罐34，在循環(huán)槽5與熔鹽儲罐34之間的管路上連接穩(wěn)定劑緩蝕劑熔融爐30；同時(shí)，在固液混熔分離罐19旁安裝加料口、上料螺桿和混料螺桿17，其中，加料口安裝在上料螺桿的低端上側(cè)，上料螺桿的高端位于混料螺桿17前端到中部的上側(cè)，混料螺桿17后端接入固液混熔分離罐19頂部；同時(shí)，所有管路外套裝伴熱保溫結(jié)構(gòu)。
前述中，在固液混熔分離罐19旁安裝A上料口11和B上料口14，其中，A上料口11安裝在A上料螺桿12的低端上側(cè)，B上料口14安裝在B上料螺桿15的低端上側(cè)，A上料螺桿12和B上料口14并行安裝，A上料螺桿12和B上料口14的高端均位于混料螺桿17前端到中部的上側(cè)。
前述中，熔鹽爐9采用天然氣換熱器，將從初熔區(qū)域出來的熔鹽加熱到一定溫度。
前述中，固液混熔分離罐19頂部有溢流口。
前述中，循環(huán)槽5頂部外安裝循環(huán)液位監(jiān)測儀2和循環(huán)溫度監(jiān)測儀3，循環(huán)槽5底部安裝排鹽口7；循環(huán)泵4和熔鹽爐9之間的管路上安裝主熔鹽閥8；熔鹽爐9與固液混熔分離罐19之間的連通管路上安裝換熱循環(huán)熔鹽溫度監(jiān)測儀10和內(nèi)循環(huán)熔鹽流量計(jì)23；固液混熔分離罐19底部安裝排污口22連接入循環(huán)槽5；熔鹽爐9與輸送泵槽25之間的連通管路上安裝外循環(huán)熔鹽流量計(jì)24；輸送泵槽25頂部安裝輸送溫度監(jiān)測儀28和輸送液位監(jiān)測儀29，輸送泵槽25底部連接回循環(huán)槽5的管路上安裝排鹽口27；循環(huán)槽5連接熔鹽儲罐34的管路上安裝在線取樣口33；在循環(huán)槽5與熔鹽儲罐34之間的管路上通過輔助熔鹽閥32連接穩(wěn)定劑緩蝕劑熔融爐30；穩(wěn)定劑緩蝕劑熔融爐30上安裝輔助熔鹽溫度監(jiān)測儀31；混料螺桿17上安裝混料溫度監(jiān)測儀18。
前述中，熔鹽爐9上安裝余熱回收裝置35。
前述中，循環(huán)槽5臥式安裝，循環(huán)槽5兩端分別有熱電偶連接口，該二熱電偶連接口上分別安裝電熱的加熱器6。
前述中，上料螺桿采用伴熱保溫結(jié)構(gòu)，上料螺桿下端設(shè)有出氣口，上端設(shè)有進(jìn)氣口，混料螺桿不伴熱。
本實(shí)用新型在工作時(shí)：
1)化鹽開始時(shí)，先啟動管路伴熱保溫，管路液態(tài)熔鹽伴熱保溫溫度為300-400℃；將部分按比例混合的原料鹽加入循環(huán)槽5中，當(dāng)循環(huán)槽5中熔鹽定量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，啟動加熱器6，將固體鹽熔化為液態(tài)。
2)當(dāng)循環(huán)槽5中液態(tài)鹽液位高出循環(huán)泵4吸入口300mm-450mm時(shí)，啟動循環(huán)泵4和熔鹽爐9。此時(shí)主熔鹽閥8和換熱循環(huán)熔鹽溫度監(jiān)測儀10及相關(guān)循環(huán)管路閥門和流量計(jì)開啟，加料口1逐漸關(guān)閉。循環(huán)槽5中液態(tài)熔鹽由循環(huán)泵4抽出，經(jīng)管路輸送入熔鹽爐9，再分別由頂部進(jìn)入固液混熔分離罐19和輸送泵槽25，然后再分別從固液混熔分離罐19和輸送泵槽25返回循環(huán)槽5形成循環(huán)系統(tǒng)。
3)隨著熔鹽在熔鹽爐9中不斷循環(huán)加熱，當(dāng)固液混熔分離罐19中熔鹽溫度達(dá)到所需溫度時(shí)，開啟固液混合區(qū)上料口，啟動上料螺桿采用持續(xù)上料方式開始按比例上料，并通過混料螺桿混料后由頂部進(jìn)入固液混熔分離罐19。上料螺桿伴熱保溫維持溫度為150—300℃。
4)當(dāng)固液混熔分離罐19中熔鹽達(dá)到罐體體積的50％時(shí)，開啟相應(yīng)閥門和流量計(jì)，當(dāng)輸送泵槽25中熔鹽高出輸送泵26吸入口位置300mm左右時(shí)，啟動輸送泵26，從輸送泵槽25中將熔鹽輸送至并熔鹽儲罐34，并控制流量。
5)通過檢測固液分離器中液面位置和溫度情況，調(diào)節(jié)輸出流量大小。
6)在線取樣分析，根據(jù)分析結(jié)果通過穩(wěn)定劑緩蝕劑熔融爐30添加相應(yīng)的緩蝕劑與穩(wěn)定劑。
7)熔融工序結(jié)束后：先關(guān)停上料螺桿和混料螺桿，再關(guān)閉循環(huán)泵4，最后關(guān)閉輸送泵26。
8)打開固液混熔分離罐19底部的排污口22，將熔鹽殘?jiān)懦?/p>
本實(shí)用新型應(yīng)用可以去除熔鹽中的部分關(guān)鍵雜質(zhì)，同時(shí)有效控制熔鹽的腐蝕性、強(qiáng)化熔鹽穩(wěn)定性，進(jìn)而滿足熔鹽熔化裝載速率和經(jīng)濟(jì)性要求。