本發(fā)明屬于儲能技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種固液蓄熱介質(zhì)組合式熔鹽儲罐，具體涉及一種由蓄熱磚或蓄熱材料和蓄熱熔鹽組成的可應(yīng)用于熔鹽傳熱蓄熱系統(tǒng)的熔鹽儲罐。

背景技術(shù)：

熔鹽罐是一種儲能裝置，它是熔鹽蓄熱系統(tǒng)的主要設(shè)備之一。目前，熔鹽蓄熱系統(tǒng)主要采用雙罐系統(tǒng)，即蓄熱系統(tǒng)中設(shè)置有高溫熔鹽罐和低溫熔鹽罐。蓄熱過程中，低溫熔鹽罐的熔鹽被輸送至熱源端換熱設(shè)備中加熱變成高溫熔鹽，隨后高溫熔鹽儲存在高溫熔鹽罐中，需要用熱時，高溫熔鹽從高溫儲鹽罐中輸出并進(jìn)入用熱端換熱設(shè)備進(jìn)行熱交換，釋放熱量后變成低溫熔鹽回到低溫儲鹽罐中繼續(xù)下一回循環(huán)。

隨著熔鹽蓄熱技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，熔鹽蓄熱系統(tǒng)在工程應(yīng)用上的規(guī)模越來越大，相應(yīng)地也要求配置大容量的熔鹽罐來維持系統(tǒng)的運行。為了防止熔鹽罐中熔鹽凝固，通常在熔鹽罐底部設(shè)置浸沒式電加熱器對罐中蓄熱熔鹽直接進(jìn)行加熱，使熔鹽溫度不低于其凝固點溫度，因此需要在熔鹽罐底部預(yù)留一定深度的熔鹽將電加熱器的金屬部件浸沒。例如，在美國加利福尼亞州的太陽能熱發(fā)電試驗電站Solar Two的雙罐熔鹽蓄熱系統(tǒng)中，每個熔鹽罐都有約1米深的熔鹽長期殘留在罐底，導(dǎo)致熔鹽罐的有效蓄熱容積僅有罐容積的85％。預(yù)留在熔鹽罐底部的熔鹽不能用于蓄熱換熱，屬于無效熔鹽，且熔鹽罐的體積越大，無效熔鹽量也就越大，這將導(dǎo)致熔鹽蓄熱系統(tǒng)的蓄熱性能降低，以及投資成本增加。

經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利文獻(xiàn)號CN20298422U，公告日2013-05-08，提供了一種熔鹽儲熱裝置，其特征是主熔鹽罐的底部與副熔鹽罐的底部通過連接管道連通，熔鹽泵安裝在副熔鹽罐的出料口處，通過主熔鹽罐和副熔鹽罐共同存儲熔鹽，主熔鹽罐的主要作用是儲存，副熔鹽罐的主要作用是輸送；中國專利文獻(xiàn)號CN203561259U，公告日2014-04-23，提供了一種節(jié)約型熔鹽罐，其特征是電加熱器設(shè)置在圓柱形罐體內(nèi)底部，熔鹽泵吸入管設(shè)置在圓柱形罐體內(nèi)，圓柱形罐體的底部設(shè)有圓錐形罐底，圓錐形罐底與圓柱形罐體的連接處位于電加熱器的下方，熔鹽罐基礎(chǔ)與圓錐形罐底之間為中空結(jié)構(gòu)；中國專利文獻(xiàn)號CN203572066U，公告日2014-04-30，提供了一種高可利用率的熔鹽儲存容器，其特征是在兩個儲罐內(nèi)設(shè)有熔鹽，每個儲罐頂部設(shè)有液下泵，兩個液下泵之間設(shè)有熔鹽加熱器，儲罐的底部為階梯底部，液下泵的葉輪置于階梯底部最低處。

然而，上述現(xiàn)有技術(shù)要么設(shè)備占地面積較大，投資成本較高，要么制造工藝復(fù)雜，改進(jìn)優(yōu)勢不明顯，因而限制了相應(yīng)技術(shù)方案的推廣使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的設(shè)備占地面積較大，投資成本較高或者制造工藝復(fù)雜，改進(jìn)優(yōu)勢不明顯等技術(shù)問題，提供一種固液蓄熱介質(zhì)組合式熔鹽儲罐，固體與液體蓄熱介質(zhì)相組合、蓄熱性能好、結(jié)構(gòu)簡單且成本低廉。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種固液蓄熱介質(zhì)組合式熔鹽儲罐，包括儲鹽罐、保溫層、電加熱器、輔助儲能槽、熔鹽泵、攪拌器、入鹽口、排鹽口、熔鹽、頂蓋、殼體和底板，

所述儲鹽罐的頂端設(shè)有頂蓋，所述頂蓋的中心嵌入設(shè)有攪拌器，所述頂蓋的表面位于攪拌器與入鹽口的中心線之間嵌入設(shè)有熔鹽泵；

所述儲鹽罐的內(nèi)壁為殼體；所述殼體的外表面和頂蓋的外表面均設(shè)有保溫層，所述儲鹽罐的內(nèi)部底端設(shè)有底板，所述底板設(shè)有輔助儲能槽；

所述儲鹽罐的下部一側(cè)穿過保溫層和殼體嵌入設(shè)有排鹽口和電加熱器，所述電加熱器位于輔助儲能槽的上方。

作為優(yōu)選，所述電加熱器為浸沒式電加熱器。

作為優(yōu)選，所述保溫層的材質(zhì)為硅酸鋁纖維氈、無石棉硅酸鈣或氣凝膠氈。

作為優(yōu)選，所述電加熱器與輔助儲能槽之間存在10～20mm的間隙，所述的輔助儲熱槽4的材質(zhì)與儲鹽罐的材質(zhì)相同。

作為優(yōu)選，所述輔助儲熱槽內(nèi)部擺放或填充蓄熱磚或蓄熱材料，材質(zhì)為氧化鎂(MgO)、氧化鋁礬土(Al₂O₃)、氧化硅(SiO₂)或其組合或其他價格便宜、比熱容大、穩(wěn)定可靠的蓄熱材料或其組合。

作為優(yōu)選，所述熔鹽為兩種或兩種以上無機(jī)鹽混合物的熔融態(tài)液體。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果是：本發(fā)明采用低廉的蓄熱磚替代了用于浸沒電加熱器的大部分無效熔鹽，所述的蓄熱磚具有導(dǎo)熱性能好，比熱容較高的優(yōu)點，蓄熱磚在熔鹽傳熱蓄熱系統(tǒng)儲能裝置中的使用不僅能夠滿足蓄熱需求，還可降低投資成本，有助于本發(fā)明的大規(guī)模推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的主視圖；

圖2是本發(fā)明輔助儲熱槽2種排列方式的剖視圖；

圖3是本發(fā)明輔助儲熱槽的結(jié)構(gòu)圖。

圖中1-儲鹽罐，2-保溫層，3-電加熱器，4-輔助儲能槽，5-熔鹽泵，6-攪拌器，7-入鹽口，8-排鹽口，9-熔鹽，10-頂蓋，11-殼體，12-底板。

具體實施方式

為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。

實施例1：

本發(fā)明的實施例公開了一種固液蓄熱介質(zhì)組合式熔鹽儲罐，如圖所示，包括儲鹽罐1、保溫層2、電加熱器3、輔助儲能槽4、熔鹽泵5、攪拌器6、入鹽口7、排鹽口8、熔鹽9、頂蓋10、殼體11和底板12，

儲鹽罐1的頂端設(shè)有頂蓋10，頂蓋10的中心嵌入設(shè)有攪拌器6，頂蓋10的表面位于攪拌器6與入鹽口7的中心線之間嵌入設(shè)有熔鹽泵5；

儲鹽罐1的內(nèi)壁為殼體11；殼體11的外表面和頂蓋10的外表面均設(shè)有保溫層2，儲鹽罐1的內(nèi)部底端設(shè)有底板12，底板12設(shè)有輔助儲能槽4；

儲鹽罐1的下部一側(cè)穿過保溫層2和殼體11嵌入設(shè)有排鹽口8和電加熱器3，電加熱器3位于輔助儲能槽4的上方。

本實施例中，電加熱器3為浸沒式電加熱器。

本實施例中，保溫層2的材質(zhì)為硅酸鋁纖維氈、無石棉硅酸鈣或氣凝膠氈。

本實施例中，電加熱器3與輔助儲能槽4之間存在10～20mm的間隙，的輔助儲熱槽4的材質(zhì)與儲鹽罐1的材質(zhì)相同。

本實施例中，輔助儲熱槽4內(nèi)部擺放或填充蓄熱磚或蓄熱材料，材質(zhì)為氧化鎂(MgO)、氧化鋁礬土(Al₂O₃)、氧化硅(SiO₂)或其組合或其他價格便宜、比熱容大、穩(wěn)定可靠的蓄熱材料或其組合。

本實施例中，熔鹽為兩種或兩種以上無機(jī)鹽混合物的熔融態(tài)液體。

本實施例中，輔助儲熱槽布置在罐底，并有多種安置排列方式。通常情況下熔鹽泵與攪拌器會從熔鹽罐頂延伸到罐底，為了防止輔助儲熱槽阻礙熔鹽泵及攪拌器的使用，輔助儲熱槽有兩種設(shè)計方案：1)為帶有螺紋紐蓋的圓形槽，直徑為罐體直徑的1/3-1/5左右，高度可根據(jù)罐體及熔鹽儲量進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，一般為罐體高度的1/6，取3-5個輔助儲熱槽圍繞罐底中心布置，每兩個輔助儲熱槽的間隔為30-50cm；2)為帶有中空螺紋紐蓋的中空環(huán)形槽，直徑為罐體直徑的1/2左右，高度可根據(jù)罐體及熔鹽儲量進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，一般為罐體高度的1/6，布置在罐底中央，環(huán)形槽的內(nèi)圓直徑要大于熔鹽泵和攪拌器底部的工作范圍。

本實施例中，熔鹽儲罐主要用于儲存熔鹽傳熱蓄熱系統(tǒng)的蓄熱熔鹽。

在本實施例中，所述的固液蓄熱介質(zhì)組合式儲能裝置作為太陽能熱發(fā)電站熔鹽傳熱蓄熱系統(tǒng)或熔鹽蓄熱式電加熱供暖系統(tǒng)的低溫熔鹽罐。為了保證低溫熔鹽罐中的熔鹽溫度不低于其凝固點溫度，需要采用電加熱器對熔鹽進(jìn)行加熱，以防止熔鹽凝固。首先開啟電加熱器，電加熱器將電能轉(zhuǎn)換為熱能并傳遞給熔鹽和蓄熱磚，使熔鹽罐內(nèi)的溫度保持在設(shè)定值以上。在加熱過程中，通過攪拌器的攪拌作用使儲鹽罐內(nèi)不同空間位置的熔鹽溫度均勻分布，達(dá)到消除罐內(nèi)溫度梯度的效果。

實施例2：

與實施例1的特征相同，所述的固液蓄熱介質(zhì)組合式儲能裝置作為熔鹽蓄熱式電加熱供暖系統(tǒng)的高溫熔鹽罐。在電力系統(tǒng)用電低谷時段，開啟電加熱器對熔鹽和蓄熱磚進(jìn)行加熱，低溫熔鹽升溫后變成高溫熔鹽，然后熔鹽泵將高溫熔鹽輸送至用熱端換熱設(shè)備加熱循環(huán)水供熱用戶采暖。

以上通過實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的示例性實施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實施范圍。本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書限定。凡利用本發(fā)明所述的技術(shù)方案，或本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案的啟發(fā)下，在本發(fā)明的實質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，設(shè)計出類似的技術(shù)方案而達(dá)到上述技術(shù)效果的，或者對申請范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋保護(hù)范圍之內(nèi)。