一种带化盐功能的模块化分布式高温熔盐单罐储热系统

技术领域

本发明涉及分布式电加热熔盐热储能领域，特别是涉及一种带化盐功能的模块化分布式高温熔盐单罐储热系统。

背景技术

目前，与分布式电加热中高温储热系统相近的技术路线主要有：大规模电加热熔盐储热技术、电加热固体储热技术。

大规模(千兆瓦时)电加热熔盐储热技术路线由于采用大型立式储罐、基础结构复杂、现场制造及施工成本高、占地面积大和固定不可移动等原因，不能简单地通过缩小规模直接迁移到分布式储热的应用场景下。固体储热技术由于自身热导率低造成局部热量堆积、电加热元件寿命短、释热功率稳定性难以控制等问题，限制了电加热固体储热技术在分布式储热领域的应用。低熔点盐电加热分布式熔盐储热技术受限于低熔点盐的长期稳定性尚未得到实践证明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：(1)系统设备布置分散、集成度低，占地较大，不便于模块化组装与使用；(2)单罐熔盐储热系统只具备储热的功能，前期罐体预热与化盐需要使用额外的设备，投资费用高。

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种带化盐功能的模块化分布式高温熔盐单罐储热系统，可以提高系统的使用温度，实现储热功能的同时兼顾化盐的需求，节省投资成本。一种带化盐功能的模块化分布式高温熔盐单罐储热系统，包括熔盐罐1，其特征在于，所述熔盐罐1内一端底部设置有内置式电加热器2，另一端设置第一熔盐泵5，所述第一熔盐泵5通过管道与外置式电加热器7相连，所述外置式电加热器7输出端通过管道连接分配环3，所述分配环3位于熔盐罐1内部。

优选地，所述熔盐罐1内部还设置有搅拌器4，所述搅拌器4位于熔盐罐(1)的中间位置。

优选地，所述内置式电加热器(2)在化盐工况下用于将熔盐罐(1)内部的固体熔盐加热融化，形成低温液态熔盐；所述内置式电加热器(2)在储热工况下用于将熔盐罐(1)内部的低温液态熔盐加热至设定温度；所述内置式电加热器(2)在防凝工况下用于将熔盐罐(1)内部的液态熔盐加热。

优选地，所述第一熔盐泵5用于将所述低温液态熔盐泵送至外置式电加热器7中，所述外置式电加热器7将所述低温液态熔盐加热至设定温度。

优选地，所述分配环3将加热后的高温熔盐形成高温射流进入所述熔盐罐1中。

优选地，还包括第二熔盐泵6，所述第二熔盐泵6与换热器8相连，所述换热器8输出端通过管道连接所述熔盐罐1。

优选地，所述换热器8与换热介质换热产生用户需要的热源，换热后的低温熔盐通过管道回流至所述熔盐罐1中。

优选地，所述熔盐罐1外壁设置电伴热10，所述电伴热10外侧包裹保温层9。

优选地，所述内置式电加热器2和外置式电加热器7，可吸纳谷电、弃电等电能用于加热和熔化熔盐。

本发明的有益效果在于：带化盐功能的模块化分布式高温熔盐单罐储热系统通过储热与化盐双工况耦合设计和多个动设备(搅拌器、熔盐泵等)模块化集成，可实现：

1.通过储热与化盐双工况耦合设计，系统在储热的同时可兼具初始预热及化盐的功能，无需单独配置化盐系统，减少了投资成本。

2.将多个动设备(搅拌器、熔盐泵等)集成在熔盐罐上，系统模块化集成，尺寸适中，灵活高效，便于运输。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对本发明或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种带化盐功能的模块化分布式高温熔盐单罐储热系统结构示意图。

附图标记：1、熔盐罐；2、内置式电加热器；3、分配环；4、搅拌器；5、第一熔盐泵；6、第二熔盐泵；7、外置式电加热器；8、换热器；9、保温层；10、电伴热。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实施方式中，如图1所示，一种带化盐功能的模块化分布式高温熔盐单罐储热系统，由熔盐罐1、内置式电加热器2、分配环3、搅拌器4、第一熔盐泵5、第二熔盐泵6、外置式电加热器7、换热器8、保温层9以及电伴热10组成，所述储热系统可分为储热子系统、放热子系统、防凝子系统及化盐子系统。

所述储热子系统包括内置式电加热器2、分配环3、搅拌器4、第一熔盐泵5和外置式电加热器7。所述储热子系统中，所述第一熔盐泵5位于所述熔盐罐1的右侧，用于将所述熔盐罐1中的液态熔盐泵送至所述外置式电加热器7中；所述外置式电加热器7将熔盐加热至设定温度后流经管道，再通过所述分配环3(所述分配环3位于所述熔盐罐1的左侧，所述内置式电加热器2的右侧)形成高温射流进入所述熔盐罐1中；所述内置式电加热器2位于所述熔盐罐1的一端底部，辅助所述外置式电加热器7将所述熔盐罐1中的熔盐加热至设定温度；所述搅拌器4位于所述熔盐罐1的中间位置，用于对所述熔盐罐1中的熔盐进行搅拌，降低温度梯度，使其均匀分布。

所述放热子系统包括熔盐泵6和换热器8。所述放热子系统中，所述第二熔盐泵6位于所述第一熔盐泵5的右侧，将所述熔盐罐1中的高温熔盐泵送至所述换热器8中，通过换热介质将高温熔盐的热量释放，供给用户使用，换热后的低温熔盐流经管道，进入所述熔盐罐1中。

所述防凝子系统包括内置式电加热器2，分配环3，搅拌器4，保温层9，电伴热10。所述防凝子系统中，所述内置式电加热器2用于对所述熔盐罐1中的熔盐进行加热，防止其凝固；所述分配环3用于熔盐回流时形成射流保证温度均匀；所述搅拌器4，用于对熔盐罐1中的熔盐进行搅拌，使其温度均匀分布；所述保温层9位于所述熔盐罐1的外壁，用于保温，防止散热；所述电伴热10位于熔盐罐1的外壁与保温层9之间，用于弥补所述熔盐罐1的熔盐散热量，防止其凝固。

所述化盐子系统包括内置式电加热器2，分配环3，搅拌器4，熔盐泵5，外置式电加热器7。所述化盐子系统中，所述内置式电加热器2用于初始时刻将所述熔盐罐1中的固体熔盐加热熔化；所述熔盐泵5用于将所述熔盐罐1中的熔化后液态低温熔盐泵送至所述外置式电加热器7中；所述外置式电加热器7将低温熔盐加热至高温后流经管道，再通过所述分配环3形成高温射流进入熔盐罐1中，高温熔盐为后续固态熔盐的熔化提供热源；所述搅拌器4用于使所述熔盐罐1中的固体熔盐与液态熔盐充分换热，加速固态盐的熔化，提高化盐的效率。

所述内置式电加热器2和外置式电加热器7，可吸纳谷电、弃电等电能用于加热和熔化熔盐。

本实施例带化盐功能的模块化分布式高温熔盐单罐储热系统的适应性较强，在工业高温消杀、清洁能源供暖、产品烘干等领域具有重要的推广应用价值，通过利用低谷电或弃电缓解电网峰谷差的压力和新能源就地消纳问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；以上所描述的设备相关位置关系仅仅用以解释发明，并不用于限定发明；尽管参照前述各实施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例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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例技术方案的范围。