一種高效相變儲熱介質(zhì)熔化爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及儲能裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種高效相變儲熱介質(zhì)熔化爐。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)中儲能是關(guān)鍵且必不可少的一個重要環(huán)節(jié)，儲能介質(zhì)多為相變儲熱介質(zhì)，通過儲熱介質(zhì)的相變達(dá)到吸熱和放熱，從而實現(xiàn)儲熱功能，商業(yè)化運(yùn)行的光熱電站，相變儲熱介質(zhì)的使用量一般在3萬噸左右甚至更多，熔化爐的熔化量一般為每天720噸以上，熔化速度快速、高效、安全的儲熱介質(zhì)熔化爐成為光熱電站建設(shè)的必備。
[0003]目前使用的相變介質(zhì)熔化爐有兩種，一種是傳統(tǒng)的列管式相變介質(zhì)熔化爐，一種是圓形坩禍?zhǔn)较嘧兘橘|(zhì)熔化爐.
[0004]傳統(tǒng)的熱載體爐將粉狀的相變儲熱介質(zhì)加熱到熔點以上，使其在熔融流動狀態(tài)下循環(huán)使用。最高工作溫度為600°C的高溫。將粉狀的相變儲熱介質(zhì)放入相變儲熱介質(zhì)槽，通過槽內(nèi)安裝的高壓蒸汽加熱管或電加熱管進(jìn)行加熱融化，直加熱到槽內(nèi)的相變儲熱介質(zhì)的粘度可以用儲熱介質(zhì)循環(huán)栗打循環(huán)，使整個系統(tǒng)成為流動可循環(huán)狀態(tài)后，儲熱介質(zhì)栗將相變儲熱介質(zhì)送到熱載體爐的吸熱管內(nèi)進(jìn)一步循環(huán)升溫，達(dá)到可以使用的溫度。由于是在管內(nèi)吸熱，容易造成局部吸熱不均勻，導(dǎo)致溫度過高使相變儲熱介質(zhì)分解，形成吸附膜，吸附在吸熱管內(nèi)壁，久而久之造成吸熱效率降低，影響系統(tǒng)安全運(yùn)行；同時由于相變儲熱介質(zhì)在管內(nèi)吸熱，設(shè)備運(yùn)行易出現(xiàn)管道堵塞，造成無法修復(fù)的損傷，影響整個相變儲熱介質(zhì)熔化系統(tǒng)安全。系統(tǒng)設(shè)備種類多，兼容性差，投資成本高。
[0005]圓形坩禍?zhǔn)较嘧兘橘|(zhì)熔化爐工作時固態(tài)相變介質(zhì)可以直接進(jìn)入熔化裝置內(nèi)，但是，內(nèi)鍋外部有一個供燃燒設(shè)備工作的燃燒腔，燃燒腔另外一面用隔熱耐火材料包裹，系統(tǒng)工作時，燃燒腔里的熱量有一部分被隔熱耐火材料吸收并散失，燃燒設(shè)備產(chǎn)生的熱量不能最大程度的被相變儲熱介質(zhì)吸收；由于燃燒設(shè)備噴出的加熱火焰直接加熱內(nèi)鍋外壁，因此對內(nèi)鍋建造材質(zhì)要求比較高，一般采用不銹鋼進(jìn)行建造，材料成本極高，生產(chǎn)制造難度大，建造成本高。隔熱耐火材料層大大增加了設(shè)備的整體重量，同時，燃燒腔也占據(jù)了坩禍的有效空間，使內(nèi)鍋的相變介質(zhì)有效裝載量低，換熱系數(shù)低，熱量損失大，故而增加設(shè)備運(yùn)輸成本和設(shè)備安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是進(jìn)一步提高相變儲熱介質(zhì)熔化爐的熔鹽速度和熔鹽效率，本發(fā)明提供了一種高效相變儲熱介質(zhì)熔化爐，直接將加熱燒嘴產(chǎn)生的熱量通過加熱管進(jìn)入到保溫筒體內(nèi)進(jìn)行換熱，以將固體相變儲熱介質(zhì)熔化成液體，熔鹽效率高，熱量利用率高，并且設(shè)備耐熱性能要求降低，節(jié)省了大量的設(shè)備投入資金，降低了生產(chǎn)成本。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0008]—種高效相變儲熱介質(zhì)熔化爐，其特征在于包括:
[0009]保溫筒體，所述保溫筒體具有用于加注相變儲熱介質(zhì)的加注口，具有用于排出液態(tài)相變儲熱介質(zhì)的排出口，所述保溫筒體外側(cè)壁設(shè)有若干個將保溫筒體內(nèi)部和外部連通的支撐管，所述支撐管內(nèi)固定有加熱腔，加熱腔與支撐管密封連接，將保溫筒體內(nèi)部和外部相隔咼，
[0010]加熱燒嘴，所述加熱燒嘴固定設(shè)置在所述加熱腔內(nèi)，和
[0011]排煙管，
[0012]所述每個加熱腔和排煙管通過設(shè)置在保溫筒體內(nèi)部的若干根加熱管連通。
[0013]為了使保溫筒體受熱均勻，所述若干個支撐管均勻設(shè)置在保溫筒體外側(cè)壁。
[0014]為了快速高效輸送加熱燒嘴產(chǎn)生的熱量，所述每個加熱腔通過2-5根加熱管與排煙管連通。
[0015]為了解決現(xiàn)有的固態(tài)相變儲熱介質(zhì)加注口敞開于空氣中，固態(tài)相變儲熱介質(zhì)加注時，熔化爐內(nèi)的高溫空氣將源源不斷的在空氣中擴(kuò)散流失，形成空氣污染，熱量流失也降低了換熱效率，影響熔化效率的問題，所述加注口處設(shè)有阻止熔化爐內(nèi)的熱氣向外溢出的密封加注箱，所述密封加注箱包括箱體，所述箱體內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸周向上固定有若干密封擋板，所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動通過箱體外的驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動。
[0016]作為優(yōu)選，所述若干密封擋板均勻布置在轉(zhuǎn)軸周向上。
[0017]為了解決現(xiàn)有的固態(tài)相變儲熱介質(zhì)加注口和液態(tài)儲熱介質(zhì)排出口均位于熔化爐上部，固態(tài)相變儲熱介質(zhì)易出現(xiàn)未熔化便通過排出口排出，造成排出口堵塞，造成設(shè)備故障，影響熔化效率的問題，所述排出口設(shè)置在熔化爐側(cè)壁上部，所述保溫筒體內(nèi)部排出口處固定設(shè)有一用于防止加注口加入的固態(tài)相變儲熱介質(zhì)進(jìn)入排出口的擋板。
[0018]具體地，所述擋板、保溫筒體內(nèi)側(cè)壁和保溫筒體頂部圍合成一下部開口的液態(tài)相變儲熱介質(zhì)排出通道。
[0019]為了防止熔化裝置擋板內(nèi)的空氣無法排出而形成盲管，影響液態(tài)相變儲熱介質(zhì)排出，所述排出通道內(nèi)設(shè)有便于釋放排出通道內(nèi)空氣的放空口。
[0020]具體地，所述放空口位于保溫筒體頂部或位于保溫筒體側(cè)壁、排出口上方，使排出通道與外界連通。
[0021]作為優(yōu)選，所述排出通道內(nèi)設(shè)有溫度傳感器和/或液位儀。
[0022]具體地，所述保溫筒體為圓柱體。
[0023]具體地，所述保溫筒體為多棱柱體，所述加熱燒嘴的噴射方向平行于相鄰一側(cè)壁。
[0024]具體地，所述保溫筒體的每個側(cè)面均設(shè)置有支撐管。
[0025]進(jìn)一步的，所述支撐管內(nèi)的加熱燒嘴的噴射方向與水平面平行。
[0026]具體地，所述支撐管內(nèi)的加熱燒嘴的噴射方向與保溫筒體的軸線相交。
[0027]進(jìn)一步的，所述支撐管內(nèi)的加熱燒嘴的噴射方向與保溫筒體的軸線垂直相交。
[0028]作為優(yōu)選，所述加熱管為環(huán)形排布的環(huán)形管。
[0029]作為優(yōu)選，所述加熱管為螺旋盤管。
[0030]具體地，所述加熱燒嘴的噴射方向為環(huán)形管或螺旋盤管形成的柱體的切線方向。
[0031]具體地，所述加熱燒嘴的噴射方向為環(huán)形管或螺旋盤管形成的柱體的橫截面的切線方向。
[0032]作為優(yōu)選，所述保溫筒體包括外殼和內(nèi)鍋，以及設(shè)置在外殼和內(nèi)鍋之間的保溫層。
[0033]具體地，所述保溫層為巖棉、硅酸鋁棉或二氧化硅氣凝膠。
[0034]具體地，所述內(nèi)鍋的材料為鍋爐鋼。
[0035]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供的一種高效相變儲熱介質(zhì)熔化爐，直接將加熱燒嘴產(chǎn)生的熱量通過加熱管進(jìn)入到保溫筒體內(nèi)進(jìn)行換熱，以將固體相變儲熱介質(zhì)熔化成液體，熔鹽效率高，熱量利用率高，并且設(shè)備耐熱性能要求降低，節(jié)省了大量的設(shè)備投入資金，降低了生產(chǎn)成本；加注口處設(shè)置了密封加注箱，可以在加注的時候避免內(nèi)筒體的熱量流失，一方面避免了空氣的污染，另一方面避免了熱量的流失，從根本上提高了熔化效率；排出口處固定了一塊用于防止加注口加入的固態(tài)相變儲熱介質(zhì)進(jìn)入排出口的擋板，可以有效防止加注口加入的固態(tài)相變儲熱介質(zhì)進(jìn)入到排出口造成排出口堵塞；排出通道內(nèi)設(shè)有便于釋放排出通道內(nèi)空氣的放空口，防止熔化裝置擋板內(nèi)的空氣無法排出而形成盲管，影響液態(tài)相變儲熱介質(zhì)排出；溫度傳感器和液位儀均和固態(tài)相變介質(zhì)加注裝置進(jìn)行聯(lián)動控制，當(dāng)熔化裝置擋板內(nèi)的溫度低于設(shè)定溫度時，溫度傳感器給予信號，使固態(tài)相變介質(zhì)加注速度降低或停止加注；當(dāng)熔化裝置擋板內(nèi)的液位超過設(shè)定高度時，液位儀給予信號，使固態(tài)相變介質(zhì)加注速度降低或停止加注，能夠保證熔鹽的順利進(jìn)行。
【附圖說明】
[0036]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0037]圖1是本發(fā)明的實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2是圖1的剖視圖；
[0039]圖3是圖2的A-A向剖視圖
[0040]圖4是本發(fā)明的實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖5是圖4的俯視圖；
[0042]圖6是本發(fā)明的實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖7是圖6的俯視圖；
[0044]圖8是本發(fā)明的實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖9是圖8的俯視圖；
[0046]圖10是本發(fā)明的正五棱柱形熔化爐；
[0047]圖11是本發(fā)明的正六棱柱形熔化爐；
[0048]圖12是本發(fā)明的實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0049]圖中:1.保溫筒體，2.加注口，3.排出口，4.支撐管，5.加熱腔，6.加熱燒嘴，7.排煙管，8.加熱管，9.密封加注箱，10.箱體，11.轉(zhuǎn)軸，12.密封擋板，13.驅(qū)動電機(jī)，14.擋板，15.排出通道，16.放空口，17.溫度傳感器，18.液位儀，19.外殼，20.內(nèi)鍋，21.保溫層。
【具體實施方式】
[0050]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0051]實施例1
[0052]如圖1-圖3所示，一種高效相變儲熱介質(zhì)熔化爐，包括:
[0053]保溫筒體1，保溫筒體I具有用于加注相變儲熱介質(zhì)的加注口 2，具有用于排出液態(tài)相變儲熱介質(zhì)的排出口 3，保溫筒體I外側(cè)壁設(shè)有若干個將保溫筒體I內(nèi)部和外部連通的支撐管4，若干個支撐管4均勻設(shè)置在保溫筒體I外側(cè)壁，支撐管