一种熔盐储能换热装置

技术领域

本发明涉及一种熔盐储能换热装置，属于换热设备技术领域。

背景技术

随着新型工业化的迅速发展，工业用电需求的增长与能源紧缺的情况日益明显。目前工业用电需求的高峰期主要体现在白天的集中用电，而夜晚工业用电却鲜有需求。为减少高峰期电力负荷，减轻能源压力，促进新能源技术的发展，都需要对应的储能来解决能源供需不平衡的问题。

利用夜晚用电低峰期对储能介质进行电加热，将夜晚富余的电能转化为热能储存起来，等需要用热时再进行换热供热，可以有效解决电力供给不匹配问题。熔盐储能技术就是在夜晚用电低峰期对熔盐进行电加热后再做保温处理，等到需要时再使用热能，可以有效提高工业生产的经济效益。

现有技术中的储能换热装置结构复杂，不方便生产制造，不能高效地用于熔盐储能换热，典型如申请号为202123224041.3的中国专利公开的一种熔盐加热储能蒸汽发生一体化装置，蒸汽发生装置装在熔盐储罐外部，生产制造很麻烦，必须根据熔盐储罐一并配套设计且还需要加装其他防护结构，运输不便，实际投入使用还会严重影响熔盐储罐的维修维护，而且，其换热效率相对较低，实际上难以满足工业生产的换热需求，从而实际无法实现能源的高效利用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种熔盐储能换热装置，该熔盐储能换热装置贴近实际工业生产，利用熔盐储能高的特点，通过设计换热装置实现能源的高效利用。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种熔盐储能换热装置，包括进水管道，所述进水管道通过进水分散管道连通至多根U形管，多根U形管通过蒸汽集中管道连通至蒸汽输出管道；多根U形管构成内有间隙的长方体结构。

由此，基于多根U形管的设置，熔盐储能换热效率极高，且整体呈长方体立体结构，结构极其紧凑，大幅降低换热设备的占地面积。

优选的，为进一步提升进水分散管道和蒸汽集中管道的工作效率从而进一步提升整体换热效率。所述进水分散管道和蒸汽集中管道均位于U形管的顶部；所述进水分散管道和蒸汽集中管道均水平安装，U形管垂直安装；所述U形管连接于进水分散管道和蒸汽集中管道的位置做密封处理。

优选的，为确保在结构紧凑的情况下进一步提升稳定性，从而有效进一步促进生产，靠近所述U形管底端平面的位置有支撑板；支撑板平行于进水分散管道。

优选的，所述支撑板上有阵列分布的定位槽用于容纳并固定U形管。

为进一步的确保进水分散管道的进水工作效率，所述进水分散管道为中空U型板结构，进水分散管道顶面有一个进水口对接进水管道，进水分散管道底面有多个分散出口对接U形管。

优选的，所述分散出口沿进水分散管道底面径向均布。

优选的，所述进水口位于进水分散管道顶面的中心位置。

为进一步的确保蒸汽集中管道的出蒸汽工作效率，所述蒸汽集中管道为中空条形板结构，蒸汽集中管道底面有多个蒸汽入口对接U形管，蒸汽集中管道顶面有一个蒸汽集中出口对接蒸汽输出管道。

优选的，所述蒸汽入口沿蒸汽集中管道底面径向均布。

优选的，所述蒸汽集中出口位于蒸汽集中管道顶面的中心位置。

本发明相对于现有技术的有益效果在于：便于快速制备蒸汽，提高蒸汽的饱和率，进而有效提高整体工作效率，换热效率高，换热更充分，立体式换热结构，可减少工业生产中设备的占地面积，结构简单，实用高效，可有效促进生产。

附图说明

一个或多个实施方式通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施方式的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明至少一种实施方式的结构示意图；

图2是图1中进水管道的结构示意图；

图3是图1中进水分散管道的结构示意图；

图4是图3的仰视图；

图5是图1中U形管的结构示意图；

图6是图1中支撑板的结构示意图；

图7是图1中蒸汽集中管道的结构示意图；

图8是图7的仰视图；

图9是图1中蒸汽输出管道的结构示意图。

图中：10-进水管道，101-上端进口，102-下端出口，20-进水分散管道，201-进水口，202-分散出口，30-U形管，301-工质入口，302-工质出口，40-支撑板，401-定位槽，50-蒸汽集中管道，501-蒸汽入口，502-蒸汽集中出口，60-蒸汽输出管道，601-蒸汽进口，602-蒸汽出口。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个方式的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个方式在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

本发明涉及一种熔盐储能换热装置，如图1所示，包括进水管道10，进水管道10通过进水分散管道20连通至多根U形管30，多根U形管30通过蒸汽集中管道50连通至蒸汽输出管道60；多根U形管30构成内有间隙的长方体结构。

工作时，首先向进水管道10注入水，然后经进水分散管道20把水均匀分散到各个U形管30中，水经过设计的U形管30将熔盐储能进行换热后蒸发为蒸汽，各U形管30内的蒸汽经蒸汽集中管道50集中后由蒸汽输出管道60输出到工作的地方。

容易想到，一般而言U形管30为回路形U形管。

本发明第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要在于的进水分散管道20和蒸汽集中管道50安装位置进一步优化方案，进水分散管道20和蒸汽集中管道50均位于U形管30的顶部；进水分散管道20和蒸汽集中管道50均水平安装，U形管30垂直安装；所述U形管30连接于进水分散管道20和蒸汽集中管道50的位置做密封处理。

由此，水进入U形管30时为垂直向下，充分利用液体向下的力提升效率，在进入蒸汽集中管道50时垂直向上，充分利用蒸汽向上的力提升效率，故而整体效率得以大幅提升且结构相当紧凑。

本发明第三实施方式与第一实施方式大致相同，主要在于U形管30固定稳定的进一步优化方案，靠近U形管30底端平面的位置有支撑板40；支撑板40平行于进水分散管道20。由此，即使U形管30采用较高的高度，由于支撑板40的设置，也能确保运输、使用过程中的整体稳定可靠，同时又尽可能保持了结构上的紧凑、简单。

进一步的，如图6所示，支撑板40上有阵列分布的定位槽401用于容纳并固定U形管30。

本发明第四实施方式与第一实施方式大致相同，主要在于的进水分散管道20进一步优化方案，如图2、图3所示，进水分散管道20为中空U型板结构，进水分散管道20顶面有一个进水口201对接进水管道10，进水分散管道20底面有多个分散出口202对接U形管30。

进一步的，分散出口202沿进水分散管道20底面径向均布。

进一步的，进水口201位于进水分散管道20顶面的中心位置。

由此，进水分散管道20对于进水分散的效率得以最大发挥，进水管道10的进水甚至可以采用高压加注，且无需担心进水分散管道20内部水流紊乱导致水压过高造成结构不稳定的问题。

本发明第五实施方式与第一实施方式大致相同，主要在于蒸汽集中管道50的进一步优化方案，如图7、图8所示，蒸汽集中管道50为中空条形板结构，蒸汽集中管道50底面有多个蒸汽入口501对接U形管30，蒸汽集中管道50顶面有一个蒸汽集中出口502对接蒸汽输出管道60。

进一步的，蒸汽入口501沿蒸汽集中管道50底面径向均布。

进一步的，蒸汽集中出口502位于蒸汽集中管道50顶面的中心位置。

由此，蒸汽集中管道50的蒸汽汇总输出效能得以最大发挥，有效提升蒸汽的饱和率，在极端情况下甚至可以输出高压蒸汽而不会在内部产生乱流影响结构稳定性。

本发明第六实施方式涉及上述实施方式的结合方案，如图1至图9所示，包括进水管道10，所述进水管道10包括上端进口101、下端出口102；

进水分散管道20，所述进水分散管道20包括一个进水口201和多个分散出口202，所述进水口201与进水管道10的下端出口102相连；

U形管30，所述U形管30包括工质入口301、工质出口302；

支撑板40，所述支撑板40位于U形管30下部，包括定位槽401；

蒸汽集中管道50，所述蒸汽集中管道50包括多个蒸汽入口501和一个蒸汽集中出口502；

蒸汽输出管道60，所述蒸汽输出管道包括蒸汽进口601、蒸汽出口602，所述蒸汽进口601与蒸汽集中管道50的蒸汽集中出口502相连。

由此，本实施方式的具体工作过程在于，将U形管30置入熔盐中，换能液体(一般为水)从进水管道10的上端进口101进入，经下端出口102从进水口201进入至进水分散管道20中，然后分流从分散出口202进入至多根U形管30的工质入口301，在U形管30中吸热蒸发后，以蒸汽形态从工质出口302进入至蒸汽入口501，然后统一从蒸汽集中出口502向上进入蒸汽输出管道60的蒸汽进口601后传输直至从蒸汽出口602输出。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。