CN204042829U - 高温熔盐蒸汽发生及预热*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种高温熔盐蒸汽发生及预热***，涉及熔盐蒸汽发生***技术领域，包括冷罐、热罐、电加热炉、熔盐泵设备、混合器、过热器、蒸发器、预热器、启动加热器、电锅炉、水泵和阀门，熔盐泵、电加热炉和热罐依次串联形成一条熔盐吸热流动通道；熔盐泵、混合器、过热器、蒸发器、预热器和冷罐依次串联形成另一条熔盐放热流动通道；启动加热器、阀门、预热器、蒸发器、和过热器依次串联形成一个水/蒸汽流动通道，蒸发器还和启动加热器相连，启动加热器上设置有给水入口和冷凝水出口，过热器上设置有过热蒸汽出口；蒸发器、电锅炉、水泵、和预热器依次串联形成一条水循环加热回路。本实用新型可避免熔盐换热设备在启动时发生冻堵事故和产生较大的热应力，提高设备的运行稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及熔盐蒸汽发生***技术领域，尤其涉及一种高温熔盐蒸汽发生及预热***。
背景技术
熔盐是一种优质的传热和储热介质，其传热性能好、使用温度高、热容量大、价格便宜，在储热***中被广泛使用。熔盐蒸汽发生***通过熔盐与水/蒸汽换热，将储存的熔盐热能传递给水/蒸汽，并产生高温高压蒸汽用于发电、供热或制冷。因此，熔盐蒸汽发生***是熔盐储能***的重要组成部分，是实现所储熔盐热能有效利用的关键。
常用的储热用熔盐成分为60％NaNO3和40％KNO3，使用温度范围290℃-565℃，其凝固点高达220℃，而设备在开车前往往温度较低。因此，熔盐蒸汽发生***启动过程中对温度的控制极为严格，一方面是避免熔盐发生冻堵，影响设备运行；另一方面是避免换热设备中温度变化过快产生较大的热应力，而导致设备发生破坏。因此，熔盐蒸汽发生***在启动时的预热措施非常重要，是换热设备安全稳定运行的前提。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的缺陷，提出一种高温熔盐蒸汽发生及预热***，旨在避免熔盐换热设备在启动时发生冻堵事故和产生较大的热应力，提高设备的运行稳定性。
本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种高温熔盐蒸汽发生及预热***，其特征在于：包括冷罐、热罐、电加热炉、三台熔盐泵、混合器、过热器、蒸发器、预热器、启动加热器、电锅炉、水泵和多个阀门，三台熔盐泵均为液下泵，其中有两台熔盐泵安装于冷罐顶部，分别为第一熔盐泵和第二熔盐泵，一台熔盐泵安装于热罐顶部，为第三熔盐泵；第一熔盐泵、电加热炉和热罐依次串联形成一条熔盐流动通道；第三熔盐泵、混合器、过热器、蒸发器、预热器和冷罐依次串联形成另一条熔盐流动通道，混合器还通过阀门G与第二熔盐泵相连；启动加热器、阀门B、预热器、蒸发器、阀门C和过热器依次串联形成一个水/蒸汽流动通道，蒸发器和启动加热器还通过阀门D相连，启动加热器上设置有给水入口和冷凝水出口，过热器上设置有过热蒸汽出口；蒸发器、阀门F、电锅炉、水泵、阀门A和预热器依次串联形成一条水循环回路，蒸发器和电锅炉的顶部还通过阀门E进行连通。
所述过热器、蒸发器和预热器均为TEMA标准的管壳式熔盐-水/蒸汽换热器，且均有保温和伴热设施，过热器和预热器均为BEU结构，且熔盐走壳程，水/蒸汽走管程；蒸发器为BKU结构，熔盐走管程，水/蒸汽走壳程。
所述电锅炉为釜式结构，外部作保温处理，其液位与蒸发器一致，液位以上留有一定的气相空间。
所述启动加热器为管壳式换热器，外部作保温处理，其壳程流体为饱和蒸汽/冷凝水，管程流体为给水。
所述混合器将来自热罐的高温熔盐和来自冷罐的低温熔盐进行混合，并通过控制不同熔盐的流量来得到不同温度的混合熔盐。
本实用新型提供的一种高温熔盐蒸汽发生及预热***，有益效果为：
在蒸汽发生***中通入熔盐之前通过电锅炉产生热水和蒸汽对熔盐换热设备(过热器、蒸发器和预热器)进行预热，使其温度达到熔盐凝固点以上，避免在开车时发生熔盐冻堵事故。另一方面，在开车时，先通过混合器逐步提高蒸汽发生***入口熔盐温度至设定值，避免熔盐换热设备温度升高过快，产生较大的热应力。本实用新型可避免熔盐换热设备在启动时发生冻堵事故和产生较大的热应力，提高设备的运行稳定性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：1、冷罐；2、热罐；3、电加热炉；4、第一熔盐泵；5、第二熔盐泵；6第三熔盐泵；7、混合器；8、过热器；9、蒸发器；10、预热器；11、启动加热器；12、电锅炉；13、水泵；14、阀门A；15、阀门B；16、阀门C；17、阀门D；18、阀门E；19、阀门F；20阀门G；a、给水入口；b、过热蒸汽出口；c、冷凝水出口。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本实用新型，但下述实施例仅仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本专利的保护范围。
如图1所示，一种高温熔盐蒸汽发生及预热***，包括冷罐1、热罐2、电加热炉3、三台熔盐泵(4、5、6)、混合器7、过热器8、蒸发器9、预热器10、启动加热器11、电锅炉12、水泵13和多个阀门(14～20)，三台熔盐泵(4、5、6)均为液下泵，其中有两台熔盐泵安装于冷罐顶部，分别为第一熔盐泵4和第二熔盐泵5，一台熔盐泵安装于热罐顶部，为第三熔盐泵6；第一熔盐泵4、电加热炉3和热罐2依次串联形成一条熔盐流动通道；第三熔盐泵6、混合器7、过热器8、蒸发器9、预热器10和冷罐1依次串联形成另一条熔盐流动通道，混合器7还通过阀门G20与第二熔盐泵5相连；启动加热器11、阀门B15、预热器10、蒸发器9、阀门C16和过热器8依次串联形成一个水/蒸汽流动通道，蒸发器9和启动加热器11还通过阀门D17相连，启动加热器11上设置有给水入口a和冷凝水出口c，过热器8上设置有过热蒸汽出口b；蒸发器9、阀门F19、电锅炉12、水泵13、阀门A14和预热器10依次串联形成一条水循环回路，蒸发器9和电锅炉12的顶部还通过阀门E18进行连通。
本实用新型的高温熔盐蒸汽发生及预热***，有储热、预热和放热三种工作模式。储热时，第一熔盐泵4将冷罐1中290℃的低温熔盐输送到电加热炉3中进行加热，加热后得到565℃的高温熔盐流入热罐2存储。在放热前，为了避免蒸汽发生***中发生熔盐冻堵和产生较大热应力，应首先对过热器8、蒸发器9和预热器10三台熔盐设备进行预热。预热流程为：
1)关闭阀门A14、阀门C16和阀门D17，打开阀门B15、阀门E18和阀门F19；
2)给水从给水入口a流入，当蒸发器9和电锅炉12中的水位达到一定高度后，关闭阀门B15，打开阀门A14；
3)启动水泵13和电锅炉12，使水在电锅炉12、水泵13、预热器10和蒸发器9所构成的封闭空间内循环加热直到水温达到290℃；
4)启动过热器8和预热器10的电伴热***，使其壳体温度达到290℃；
5)打开阀门B15和阀门D17，用蒸发器9中输出的饱和蒸汽通过启动加热器11对给水进行加热，控制从给水入口a流入的给水量，保证预热器10的入口水温在230℃以上(高于熔盐熔点，避免发生熔盐冻堵)，饱和蒸汽被冷却后形成的冷凝水从冷凝水出口c流出；
6)打开阀门C16，通过蒸发器9中输出的蒸汽对过热器8的管束和与之相连的过热蒸汽管道进行预热，直至过热蒸汽管道温度达到290℃；
7)熔盐蒸汽发生***预热过程结束，关闭阀门A14、阀门B15、阀门E18和阀门F19，关闭电锅炉12和水泵13。
预热完成后，即可进入放热模式，放热流程为：
1)打开阀门B15和阀门G20，启动第二熔盐泵5和第三熔盐泵6，使565℃高温熔盐和290℃低温熔盐在混合器7中充分混合，调整第二熔盐泵5和第三熔盐泵6的转速，使从混合器7流入到过热器8的熔盐温度从290℃缓慢升温到565℃，升温速率为250℃/h，避免直接将565℃高温熔盐送入蒸汽发生***而导致换热设备中产生较大热应力；
2)关闭阀门G20和第二熔盐泵5，调节第三熔盐泵6到额定转速，调节给水流量到设计值；
3)熔盐蒸汽发生***进入正常工作状态，***稳定对外放热，给水从给水入口a不断的流入，过热蒸汽从过热蒸汽出口b不断输出，冷凝水从冷凝水出口c不断流出。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种高温熔盐蒸汽发生及预热***，其特征在于：包括冷罐、热罐、电加热炉、三台熔盐泵、混合器、过热器、蒸发器、预热器、启动加热器、电锅炉、水泵和多个阀门，三台熔盐泵均为液下泵，其中有两台熔盐泵安装于冷罐顶部，分别为第一熔盐泵和第二熔盐泵，一台熔盐泵安装于热罐顶部，为第三熔盐泵；第一熔盐泵、电加热炉和热罐依次串联形成一条熔盐流动通道；第三熔盐泵、混合器、过热器、蒸发器、预热器和冷罐依次串联形成另一条熔盐流动通道，混合器还通过阀门G与第二熔盐泵相连；启动加热器、阀门B、预热器、蒸发器、阀门C和过热器依次串联形成一个水/蒸汽流动通道，蒸发器和启动加热器还通过阀门D相连，启动加热器上设置有给水入口和冷凝水出口，过热器上设置有过热蒸汽出口；蒸发器、阀门F、电锅炉、水泵、阀门A和预热器依次串联形成一条水循环回路，蒸发器和电锅炉的顶部还通过阀门E进行连通。
2.根据权利要求1所述高温熔盐蒸汽发生及预热***，其特征在于：所述过热器、蒸发器和预热器均为TEMA标准的管壳式熔盐-水/蒸汽换热器，且均有保温和伴热设施，过热器和预热器均为BEU结构，且熔盐走壳程，水/蒸汽走管程；蒸发器为BKU结构，熔盐走管程，水/蒸汽走壳程。
3.根据权利要求1所述高温熔盐蒸汽发生及预热***，其特征在于：所述电锅炉为釜式结构，外部作保温处理，其液位与蒸发器一致，液位以上留有一定的气相空间。
4.根据权利要求1所述高温熔盐蒸汽发生及预热***，其特征在于：所述启动加热器为管壳式换热器，外部作保温处理，其壳程流体为饱和蒸汽/冷凝水，管程流体为给水。
5.根据权利要求1所述高温熔盐蒸汽发生及预热***，其特征在于：所述混合器将来自热罐的高温熔盐和来自冷罐的低温熔盐进行混合，并通过控制不同熔盐的流量来得到不同温度的混合熔盐。
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