第I聯(lián)箱3中，將高溫熔鹽分為η個支路，分別送往η個換熱管道5的進(jìn)口，各個支路的高溫熔鹽在各自的換熱管道I中呈蛇形曲折向下流動，并在流動過程中發(fā)生熱交換，使高溫混凝土儲熱體2溫度不斷上升，而高溫熔鹽溫度不斷下降而變?yōu)榈蜏厝埯}；各個支路的低溫熔鹽流入到第2聯(lián)箱4，在第2聯(lián)箱4中，將各個支路的低溫熔鹽匯聚后，打開放鹽閥，通過出口管6向外排出；
[0045]循環(huán)上述過程，高溫熔鹽不斷注入到換熱管道I，在與高溫混凝土儲熱體2發(fā)生熱交換后，從換熱管道I排出；從而不斷對高溫混凝土儲熱體2充熱，通過第2溫度測點8監(jiān)測高溫混凝土儲熱體2的吸熱情況，當(dāng)監(jiān)測到高溫混凝土儲熱體2的溫度達(dá)到設(shè)定值時充熱完成，停止向換熱管道I的進(jìn)口注入高溫熔鹽，并通過放鹽閥，將換熱管道I的殘留熔鹽排出；
[0046]對高溫混凝土儲熱體2放熱流程如下:
[0047]首先，打開排氣閥，排放各個換熱管道I的高壓空氣；
[0048]然后，關(guān)閉排氣閥，低溫熔鹽通過進(jìn)口管5流入到第I聯(lián)箱3，在第I聯(lián)箱3中，將低溫熔鹽分為η個支路，分別送往η個換熱管道1，各個支路的低溫熔鹽在各自的換熱管道I中呈蛇形曲折向下流動，并在流動過程中發(fā)生熱交換，使高溫混凝土儲熱體2溫度不斷下降而放熱，而低溫熔鹽溫度不斷上升而變?yōu)楦邷厝埯}；各個支路的高溫熔鹽流入到第2聯(lián)箱4，在第2聯(lián)箱4中，將各個支路的高溫熔鹽匯聚后，打開放鹽閥，通過出口管6向外排出；
[0049]循環(huán)上述過程，低溫熔鹽不斷注入到換熱管道1，在與高溫混凝土儲熱體2發(fā)生熱交換后，從換熱管道I排出；從而不斷對高溫混凝土儲熱體2放熱，通過第2溫度測點8監(jiān)測高溫混凝土儲熱體2的放熱情況，當(dāng)監(jiān)測到高溫混凝土儲熱體2的溫度達(dá)到設(shè)定值時充熱完成，停止向換熱管道I注入低溫熔鹽，并通過放鹽閥，將換熱管道I的殘留熔鹽排出。
[0050]經(jīng)試驗，采用上述結(jié)構(gòu)，對高溫混凝土儲熱體充熱可實現(xiàn):高溫熔鹽(390度)在換熱管道中流通，將高溫混凝土從280度加熱至380度，熔鹽溫度降至290度；對混凝土儲熱體放熱時:低溫熔鹽在換熱管道中流通，吸收高溫混凝土的熱量，熔鹽從270度升溫至370度，混凝土溫度從380度降至280度。
[0051]此外，排氣閥設(shè)置在系統(tǒng)最高處，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)鹽時，打開排氣閥，保證系統(tǒng)中空氣充分排放。放鹽閥設(shè)置在系統(tǒng)最低處，系統(tǒng)停止運行前，為保證熔鹽不會在換熱管道中殘留凝固，打開放鹽閥，系統(tǒng)中的熔鹽通過自流從放鹽閥中排放出去。
[0052]熔鹽是一種有效的熱傳及存儲介質(zhì)，應(yīng)用最為廣泛，但是其存在建設(shè)成本高、運行維護(hù)費用高等缺點；而混凝土儲熱材料為光熱電站提供了低成本的儲熱可選技術(shù)?；炷羶嶙鳛楣腆w儲熱的重要方式，具有配比多樣性、高溫穩(wěn)定性、價格低廉等優(yōu)點。本發(fā)明提供的熔鹽/混凝土儲放熱換熱器，采用熔鹽作為傳熱介質(zhì)，高溫混凝土作為蓄熱介質(zhì)，對大型低成本太陽能熱發(fā)電站的發(fā)展具有重要意義。
[0053]本發(fā)明提供的熔鹽/混凝土儲熱換熱器、儲熱系統(tǒng)及儲熱方法，具有以下優(yōu)點:
[0054](I)安全性:本換熱器的傳熱介質(zhì)和蓄熱介質(zhì)分別為熔鹽和混凝土，兩種介質(zhì)均成分穩(wěn)定，不存在泄漏爆炸等風(fēng)險，有效消除系統(tǒng)安全隱患；
[0055](2)經(jīng)濟(jì)性:蓄熱介質(zhì)采用混凝土，與常規(guī)蓄熱介質(zhì)相比，成本大大降低；
[0056](3)防凝設(shè)計:換熱管道采用3%的坡度，排鹽閥設(shè)置在低位點，系統(tǒng)停止運行時，換熱管道不會殘余熔鹽。
[0057]因此，為一種價格低廉、操作簡單、安全、穩(wěn)定的儲熱系統(tǒng)，既適應(yīng)于大型太陽能熱電站儲熱系統(tǒng)的儲熱與換熱，又適應(yīng)于不穩(wěn)定工業(yè)余熱回收的熱存儲，對于可再生能源以及余熱的充分利用具有重要意義。
[0058]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種熔鹽/混凝土儲熱換熱器，其特征在于，包括:高溫混凝土儲熱體(2)、至少一個換熱管道⑴、第I聯(lián)箱⑶、第2聯(lián)箱(4)、進(jìn)口管(5)、出口管(6)、排氣閥和放鹽閥； 其中，各個所述換熱管道(I)等距平行鑲嵌于所述高溫混凝土儲熱體(2)的內(nèi)部；并且，各個所述換熱管道(I)的進(jìn)口均位于所述高溫混凝土儲熱體(2)的上方，且分別密封連接到所述第I聯(lián)箱(3)的各個支管接口，所述第I聯(lián)箱(3)的總管與所述進(jìn)口管(5)連接，在所述第I聯(lián)箱(3)設(shè)置所述排氣閥； 各個所述換熱管道(I)的出口均位于所述高溫混凝土儲熱體(2)的下方，且分別密封連接到所述第2聯(lián)箱(4)的各個支管接口，所述第2聯(lián)箱(4)的總管與所述出口管(6)連接，在所述第2聯(lián)箱(4)的總管與所述出口管￠)的連接管道上，設(shè)置所述放鹽閥。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔鹽/混凝土儲熱換熱器，其特征在于，所述換熱管道(I)中流通介質(zhì)為高溫熔鹽；在流體流動方向，所述換熱管道(I)向下傾斜。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熔鹽/混凝土儲熱換熱器，其特征在于，所述換熱管道(I)向下傾斜的坡度為3%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔鹽/混凝土儲熱換熱器，其特征在于，所述換熱管道(I)為管道式蛇形管道。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔鹽/混凝土儲熱換熱器，其特征在于，還包括保溫層；所述保溫層包覆在所述高溫混凝土儲熱體(2)的外部。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熔鹽/混凝土儲熱換熱器，其特征在于，所述保溫層的材料為高溫硅酸鋁和玻璃纖維形成的復(fù)合層材料。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔鹽/混凝土儲熱換熱器，其特征在于，還包括:第I溫度測點(7)和第2溫度測點⑶；所述第I溫度測點(7)設(shè)置于所述高溫混凝土儲熱體(2)的內(nèi)部且靠近所述換熱管道(I)的進(jìn)口，用于測量所述高溫混凝土儲熱體(2)的進(jìn)口側(cè)溫度； 所述第2溫度測點(8)設(shè)置于所述高溫混凝土儲熱體(2)的內(nèi)部且靠近所述換熱管道(I)的出口，用于測量所述高溫混凝土儲熱體(2)的出口側(cè)溫度。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熔鹽/混凝土儲熱換熱器，其特征在于，所述第I溫度測點(7)和所述第2溫度測點⑶為熱電偶溫度測點。9.一種熔鹽/混凝土儲熱系統(tǒng)，其特征在于，包括至少兩個權(quán)利要求1-8任一項所述的熔鹽/混凝土儲熱換熱器；其中，各個所述熔鹽/混凝土儲熱換熱器為串聯(lián)連接方式或并聯(lián)連接方式。10.一種熔鹽/混凝土儲熱方法，其特征在于，包括以下步驟: 對于單個熔鹽/混凝土儲熱換熱器，設(shè)共設(shè)置η個換熱管道(I)，則: 對高溫混凝土儲熱體(2)充熱流程如下: 首先，打開排氣閥，排放各個換熱管道(I)的高壓空氣； 然后，關(guān)閉排氣閥，高溫熔鹽通過進(jìn)口管(5)流入到第I聯(lián)箱(3)，在第I聯(lián)箱(3)中，將高溫熔鹽分為η個支路，分別送往η個換熱管道(5)的進(jìn)口，各個支路的高溫熔鹽在各自的換熱管道(I)中呈蛇形曲折向下流動，并在流動過程中發(fā)生熱交換，使高溫混凝土儲熱體(2)溫度不斷上升，而高溫熔鹽溫度不斷下降而變?yōu)榈蜏厝埯}；各個支路的低溫熔鹽流入到第2聯(lián)箱(4)，在第2聯(lián)箱(4)中，將各個支路的低溫熔鹽匯聚后，打開放鹽閥，通過出口管(6)向外排出；循環(huán)上述過程，高溫熔鹽不斷注入到換熱管道(I)，在與高溫混凝土儲熱體(2)發(fā)生熱交換后，從換熱管道(I)排出；從而不斷對高溫混凝土儲熱體(2)充熱，通過第2溫度測點(8)監(jiān)測高溫混凝土儲熱體(2)的吸熱情況，當(dāng)監(jiān)測到高溫混凝土儲熱體(2)的溫度達(dá)到設(shè)定值時充熱完成，停止向換熱管道(I)的進(jìn)口注入高溫熔鹽，并通過放鹽閥，將換熱管道(I)的殘留熔鹽排出； 對高溫混凝土儲熱體(2)放熱流程如下: 首先，打開排氣閥，排放各個換熱管道(I)的高壓空氣； 然后，關(guān)閉排氣閥，低溫熔鹽通過進(jìn)口管(5)流入到第I聯(lián)箱(3)，在第I聯(lián)箱(3)中，將低溫熔鹽分為η個支路，分別送往η個換熱管道(I)，各個支路的低溫熔鹽在各自的換熱管道(I)中呈蛇形曲折向下流動，并在流動過程中發(fā)生熱交換，使高溫混凝土儲熱體(2)溫度不斷下降而放熱，而低溫熔鹽溫度不斷上升而變?yōu)楦邷厝埯}；各個支路的高溫熔鹽流入到第2聯(lián)箱(4)，在第2聯(lián)箱(4)中，將各個支路的高溫熔鹽匯聚后，打開放鹽閥，通過出口管(6)向外排出； 循環(huán)上述過程，低溫熔鹽不斷注入到換熱管道(I)，在與高溫混凝土儲熱體(2)發(fā)生熱交換后，從換熱管道(I)排出；從而不斷對高溫混凝土儲熱體(2)放熱，通過第2溫度測點(8)監(jiān)測高溫混凝土儲熱體(2)的放熱情況，當(dāng)監(jiān)測到高溫混凝土儲熱體(2)的溫度達(dá)到設(shè)定值時充熱完成，停止向換熱管道(I)注入低溫熔鹽，并通過放鹽閥，將換熱管道(I)的殘留熔鹽排出。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種熔鹽/混凝土儲熱換熱器、儲熱系統(tǒng)及儲熱方法，熔鹽/混凝土儲熱換熱器包括：高溫混凝土儲熱體(2)、至少一個換熱管道(1)、第1聯(lián)箱(3)、第2聯(lián)箱(4)、進(jìn)口管(5)、出口管(6)、排氣閥和放鹽閥。具有以下優(yōu)點：(1)安全性：本換熱器的傳熱介質(zhì)和蓄熱介質(zhì)分別為熔鹽和混凝土，兩種介質(zhì)均成分穩(wěn)定，不存在泄漏爆炸等風(fēng)險，有效消除系統(tǒng)安全隱患；(2)經(jīng)濟(jì)性：蓄熱介質(zhì)采用混凝土，與常規(guī)蓄熱介質(zhì)相比，成本大大降低；(3)防凝設(shè)計：換熱管道采用3％的坡度，排鹽閥設(shè)置在低位點，系統(tǒng)停止運行時，換熱管道不會殘余熔鹽。
【IPC分類】F28D20/00
【公開號】CN105716463
【申請?zhí)枴緾N201410740070
【發(fā)明人】成斌, 孟凡騰, 蹇釗
【申請人】中廣核太陽能開發(fā)有限公司, 中國廣核集團(tuán)有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2014年12月5日