一种基于熔盐储热的谷电储能能量转换装置

技术领域

本发明涉及一种能量转换装置，尤其是基于熔盐储热的谷电储能能量转换装置。

背景技术

熔盐是无机盐或其混合物的熔融态液体，常见的熔盐有硝酸盐、氯化盐、氟化盐、碳酸盐和硫酸盐等。熔盐具有使用温度范围广、蒸气压低、热容量大、稳定性高以及价格低廉的优点，是一种优良的传热蓄热介质。

熔盐储热能在清洁能源的使用较为广泛，其储能方式是通过熔盐储热循环和熔盐放热循环形成的。其中熔盐储热循环：冷盐罐中的低温熔盐通过风电、光伏、夜间低谷电加热，加热后的高温熔盐进入到热盐罐中进行储存，完成熔盐储热循环。熔盐放热循环：热盐罐中高温熔盐通过熔盐泵和水进行换热，放热后的熔盐进入到冷盐罐中进行储存完成熔盐放热循环。

目前的现有技术中，熔盐的加热主要是通过换能装置通过热交换实现的。例如现有技术公开号为CN206131834U的专利申请公开了一种提 高有效蓄热容积的熔盐储能装置，一种提高有效蓄热容积的熔盐储能装置，由顶盖、壳体和底板焊接而成的储盐罐，熔盐泵，搅拌器，电加热器，蓄热砖，入料口，入盐口，人孔，排空口，视镜孔，热电偶，排盐口和保温层组成。所述储盐罐内部底端设有蓄热砖，所述储盐罐的壳体底部设有排盐口和电加热器，所述储盐罐的顶盖上设有熔盐泵，搅拌器，人孔，视镜孔，排空口，入料口，入盐口和热电偶，所述储盐罐的顶盖和壳体外侧设有保温层。该专利申请通过电加热器对熔盐加热，配合搅拌器对熔盐的搅拌来提高加热换能的效率，手段较为单一，熔盐在储盐罐内的流动性较差，使其和电加热器的接触不够充分，进而影响到热交换效能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于熔盐储热的谷电储能能量转换装置，提高熔盐在筒体内的流动性，从而提高换热效能。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

一种基于熔盐储热的谷电储能能量转换装置，包括：

筒体，内部填充有熔盐；

转轴，设置在筒体内；

推进往复单元，设置在转轴上并且可随转轴的转动沿着转轴的轴向往复移动；

多个推进结构，环绕转轴布置并且设置在推进往复单元上；所述推进结构沿着转轴的径向延伸而出，其外端和筒体的内壁之间留有间距；所述推进结构可随转轴的转动同步地绕转轴的中轴线转动；所述推进结构具有两个相背的推进基面，用于在推进往复单元往复移动过程中推动熔盐；

加热机构，设置在筒体内。

作为本发明的进一步改进，还包括：

多个支撑杆，环绕并且连接在转轴上；

多个打散结构，连接在支撑杆上；所述打散结构沿着平行于转轴的方向延伸形成，其具有多个相互间隔开并允许熔盐通过的打散槽，所述打散结构位于相邻打散槽之间的筋条形成打散筋条，用于将熔盐打散；

多个衔接杆，其一端连接推进结构，另一端滑动连接打散结构，并且可沿打散结构的延伸方向滑动；

所述推进结构的内端滑动连接在推进往复单元上，并且可在推进往复单元上绕转轴的中轴线转动。

作为本发明的进一步改进，所述加热机构包括：

加热往复单元，设置在转轴上并且可随转轴的转动沿着转轴的轴向往复移动；

多个加热结构，围绕转轴布置，并且连接在加热往复单元上。

作为本发明的进一步改进，所述加热结构沿着转轴的径向延伸而出。

作为本发明的进一步改进，所述转轴位于推进往复单元、加热往复单元的往复移动范围的部分设置为往复丝杆，所述推进往复单元、加热往复单元设置为套于转轴上的往复丝杆螺母；所述筒体内设有至少一个导向杆，导向杆平行于转轴并且贯穿推进往复单元、加热往复单元；所述加热往复单元位于推进往复单元和支撑杆之间。

作为本发明的进一步改进，所述推进结构上安装有内围搅拌片。

作为本发明的进一步改进，每个推进结构上的内围搅拌片和转轴之间的距离均不同。

作为本发明的进一步改进，所述衔接杆设有穿过所述打散槽并且可沿着散槽滑动的安装架，所述安装架上安装有外围搅拌片。

作为本发明的进一步改进，所述外围搅拌片位于打散结构和筒体内壁之间的空间。

本发明的有益效果：

1. 推进结构能够同步地沿轴向往复移动、绕转轴的中轴线转动，使得推进基面能够推动熔盐，提高其流动性使其和加热机构充分接触，从而提高热交换效能；

2. 打散结构能够以物理方式将熔盐打散，降低其浓稠度，提高熔盐初始阶段的热交换效率；同时打散结构还能带动推进机构转动，精简了整体结构；

3. 加热结构能够沿轴向往复移动，扩大了加热的范围；

4. 推进结构设置的内围搅拌片可以在内围空间搅拌熔盐，使得推荐结构集推动熔盐、搅拌熔盐两种功能，进一步提高熔盐和加热机构接触的充分度；

5. 外围搅拌片能够对外围空间的熔盐进行搅拌，和内围搅拌片配合使用基本覆盖了筒体内的熔盐，提高了搅拌效果，并且外围搅拌片能够随衔接杆滑动，扩大了搅拌的范围。

附图说明

下面将通过附图详细描述本发明中优选实施案例，以助于理解本发明的目的和优点，其中：

图1为基于熔盐储热的谷电储能能量转换装置的结构示意图。

具体实施方式

下面根据附图和实施案例对本发明作进一步详细说明。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

参照图1，一种基于熔盐储热的谷电储能能量转换装置，包括筒体1、转轴2、推进往复单元31、多个推进结构32、加热机构。

所述筒体1内填充有熔盐，其侧部设有输入口11和输出口12，可以将未加热换能的熔盐输入筒体1内、以及将加热换能后的熔盐输出。所述转轴2设置在筒体1内，其一端穿出筒体1的一端并且和设置外筒体1外的驱动电机22装配连接，驱动电机22用于驱使转轴2绕其中轴线转动。

所述推进往复单元31设置在转轴2上，并且可以随着转轴2的转动沿着转轴2的轴向往复移动。多个推进结构32环绕转轴2布置，并且设置在所述往复推进结构32上，所述推进结构32沿着转轴2的径向延伸而出，所述推进结构32的内端设置在往复推进结构32上，其外端和筒体1的内壁之间留有间距，在结构上推进结构32呈扁平的板状结构，并且具有两个相背的推进基面321，在推进往复单元31往复移动过程中能够推动熔盐。

所述加热机构，设置在筒体1内，加热机构利用谷电对筒体1内的熔盐加热，将电能转换为热能，从而实现能量转换，加热后的高温熔盐则输出到热盐罐中进行储存，完成熔盐储热循环。

在本实施案例中，所述筒体1内的空间可以被划分为两部分，分别为内围空间1a和外围空间1b，推进结构32的外端沿转轴2的轴向所限定出的柱状空间为内围空间1a，推进结构32外端到筒体1内壁之间的剩余部分为外围空间1b。所述转轴2驱动推进复位单元往复移动，在该往复移动过程中，推进结构32转动，推进基面321在内围空间1a推动熔盐，使得熔盐在内围空间1a和外围空间1b之间形成回流，一方面能够使得筒体1内的熔盐流动性提高，和加热机构能够充分接触，从而提高热交换的效率，另一方面，熔盐受到推动单元推动所形成的回流可以加速熔盐的热量传递，使得筒体1内熔盐的温度更加均匀。

本实施案例的能量转换装置，还包括多个支撑杆41、多个打散结构42、以及多个衔接杆43。其中所述支撑杆41基本沿转轴2的轴向延伸而出，并且环绕连接在转轴2上。所述打散结构42连接在支撑杆41上，打散结构42沿着平行于转轴2的方向延伸形成，其呈现为扁平的板状结构，打散结构42上具有多个相互间隔开并且允许熔盐通过的打散槽421，所述打散结构42位于相邻打散槽421之间的筋条形成打散筋条422，用于将熔盐打散，打散槽421平行于转轴2轴向设置。所述衔接杆43平行于转轴2的轴向，其一端连接推进结构32，另一端滑动连接在打散结构42，并且可沿打散结构42的延伸方向滑动，所述推进结构32的内端滑动连接在推进往复单元31上，并且可在推进往复单元31上绕转轴2的中轴线转动。更为具体地，所述推进往复单元31的侧面设置一个环绕转轴的环形滑槽，所述推进结构32的内端设置滑动连接在环形滑槽内的滑块，使得推进结构32可以相对于推进往复单元31滑动。

随着加热机构的加热使得熔盐的温度逐渐增高，而熔盐的粘稠度会随之逐渐降低，然而熔盐在低温状态即未经加热时，其粘稠度相对较高，使得熔盐的流动性能相对较弱。在本实施案例中，所述打散结构42在转轴2的带动下能够绕在筒体1内转动，打散筋条422能够将熔盐打散，以物理方式降低熔盐的粘稠度，来提高加热初始阶段熔盐的流动性能，从而提高加热初始阶段时加热机构和熔盐的热交换效能。

另外，所述打散结构42的转动，还能够通过衔接杆43来带动推进结构32，从而使得推进结构32可以由推动往复结构带动往复移动的同时，同步地绕着转轴2的中轴线转动，从而使得推进基面321能够推动熔盐，熔盐在筒体1内的内围空间1a和外围空间1b之间形成回流。因此，所述打散结构42不仅起到打散熔盐降低粘稠度的作用，还能够带动推进结构32，减少筒体1内的结构配置，使得整体结构更为精简。

对于加热机构，其包括加热往复单元51、多个加热结构52。其中，所述加热往复单元51设置在转轴2上，并且可随转轴2的转动沿着转轴2的轴向往复移动。所述加热结构52围绕转轴2布置，并且连接在加热往复单元51上。所述加热往复单元51的移动方式和推进往复单元31相同，使得加热往复单元51能够带动加热结构52在转轴2转动的情况下沿着转轴2轴向往复移动，能够增大加热结构52的加热区域，进一步提高熔盐和加热结构52相互接触以及换热的充分度，进而提高热交换的效率。

进一步地，所述加热结构52沿着转轴2的轴向延伸而出，使得其延伸方向和推进结构32推动熔盐流动的方向相互垂直，从而进一步提高熔盐和加热结构52接触的充分程度。更为具体地，所述推进往复单元31和加热往复单元51的往复移动的周期一致，并且两者的移动方向始终保持相反，即加热结构52的移动方向始终和熔盐的流动方向相反，使得加热结构52和熔盐流体以近似相互“撞击”的方式进行接触，继而进一步增强加热结构52和熔盐之间的热交换效果。另外，所述加热结构52优选为扁平的结构，其两个相对的面均垂直于转轴2的轴向，加热结构52的加热体主要布置在两个面上，这两个面即构成了加热结构52的加热面521，这两个加热面521在加热结构52往复移动的过程中，交替地和熔盐流体相互“撞击”换热，使得加热结构52的热交换效果最大化。

对于推进往复单元31、加热往复单元51的往复移动方式，在本实施案例中，所述转轴2位于推进往复单元31、加热往复单元51移动范围内的部分设置为往复丝杆2a，其余部分可以都设置为光滑轴杆，所述推进往复单元31、加热往复单元51设置为套于转轴2上的往复丝杆螺母，所述筒体1内设置至少一个导向杆21，导向杆21平行于转轴2设置，导向杆21贯穿所述推进往复单元31、加热往复单元51。通常情况下，导向杆21设置两至三个即可，其一端固定在筒体1的端部。所述加热往复单元51位于推进往复单元31和支撑杆41之间，以避免导向杆21和支撑杆41发生干涉，另外使得加热往复单元51以及加热结构52位于筒体1内的中部位置，有利于熔盐整体的加热。

为了进一步提高熔盐和加热结构52的换热效能，所述推进结构32上安装有内围搅拌片61，可以在推进结构32的两个推进基面321均设置内围搅拌片61。所述推进结构32在同步地沿轴向往复移动以及绕转轴2的中轴线转动的过程中，所述内围搅拌片61对处于内围空间1a的熔盐起到了搅拌作用，所述推进结构32在配置有内围搅拌片61后，能够集推动熔盐、搅拌熔盐两种功能，从而进一步提高换热的效能。

为了使得内围空间1a内熔盐的搅拌更加均匀，每个推进结构32上的内围搅拌片61和转轴2之间的距离均不同，提高了所述内围搅拌片61的总体覆盖范围，提高搅拌效果。需要注意的是，内围搅拌片61还能够基于离心作用加快熔盐由内围空间1a向外围空间1b扩散，进一步提高推进结构32的作用。

再进一步地，所述衔接杆43上设有安装架431，所述安装架431穿过打散结构42的打散槽421并且可沿打散槽421滑动，使得衔接杆43滑动连接在打散结构42上。所述安装架431上安装有外围搅拌片62，外围搅拌片62随打散结构42的转动同样能够对熔盐进行搅拌，从而进一步提高搅拌的效果。由于衔接杆43滑动连接在打散结构42上，所述外围搅拌片62能够沿着打散结构42往复移动，使得外围搅拌片62的搅拌范围得到扩大。

另外，所述外围搅拌片62位于打散结构42和筒体1内壁之间的空间，使得外围空间1b的熔盐能够被外围搅拌片62搅拌，外围搅拌片62和内围搅拌片61的组合基本能够覆盖筒体1内熔盐的搅拌，从而进一步提高搅拌效果。

最后应说明的是：以上实施案例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施案例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施案例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施案例技术方案的范围。