CN217330273U - 一种槽式光热发电用连续化盐装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种槽式光热发电用连续化盐装置，属于太阳能热发电和化工技术领域。本实用新型管侧筒身左右两侧与管侧封头和管侧设备法兰连接；管板的左右两侧与管侧设备法兰和壳侧设备法兰连接；壳侧设备法兰的右侧与壳侧锥形筒身连接，壳侧锥形筒身的右侧焊接有壳侧筒身，壳侧筒身的右侧焊接有壳侧封头，化盐装置的底部固定有设备支座。本实用新型一种槽式光热发电用连续化盐装置，化盐装置的集成度较高，设备便于移动与运输，运抵现场后只需要将主要接口通过法兰连接后便可正常使用；由于配备了熔盐再循环，当进料量变化较大时，设备依然可以平稳运行，同时可以提高化盐效率；在化盐装置尾部设置有电加热器，使装置的运行方式更为灵活。

Description

一种槽式光热发电用连续化盐装置

技术领域

本实用新型涉及一种槽式光热发电用连续化盐装置，属于太阳能热发电和化工技术领域。

背景技术

太阳能热发电(又称：光热发电)是一种新型太阳能发电技术，尤其是在配备储热***后，可以不受太阳能资源的影响实现稳定、连续发电，同时具有较强的电力调峰能力，是一种具有广阔发展前景的清洁能源发电技术。

光热电站可简单分为塔式、槽式、菲涅尔式和蝶式四种，目前世界上投入商业运行最多的是槽式光热电站。槽式电站一般以导热油作为集热工质，以熔融盐作为储热工质。在电站投运前，熔融盐以固态运到现场，并在现场进行化盐。以最常使用的二元熔盐为例，其熔点为220℃左右，需要使用外部能量将常温的固态熔盐加热到300℃左右的熔融态，以满足电站的运行需要。100MW等级电站所需熔盐量接近30000吨，将如此多的熔盐加热和融化需要耗费巨大能量。目前工程上一般采用电加热或燃料燃烧加热来提供化盐所需热量，整个化盐过程可持续几周的时间。

上述传统化盐方法存在问题如下：1、化盐过程耗费大量的燃料和电能，投资成本较高；2、燃料燃烧会造成不必要的环境污染；3、电加热器表面温度和炉膛温度不易控制，过高的温度会引起熔盐变性分解；4、工程常用的燃烧式化盐装置由送风***、燃料储运***、燃烧***、排烟***等组成，需要现场组装，拆装工序较复杂；5、电加热和燃烧加热的化盐方式对熔盐的进料量较敏感，当进料量不稳定或突然增加时，化盐***平衡将被打破，需要重新调节和建立新平衡。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种槽式光热发电用连续化盐装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种槽式光热发电用连续化盐装置，所述槽式光热发电用连续化盐装置本体包括管侧封头、管侧筒身、管侧设备法兰、管板、壳侧设备法兰、壳侧锥形筒身、壳侧筒身、壳侧封头和设备支座；

管侧筒身左右两侧与管侧封头和管侧设备法兰连接；管板的左右两侧与管侧设备法兰和壳侧设备法兰连接；壳侧设备法兰的右侧与壳侧锥形筒身连接，壳侧锥形筒身的右侧焊接有壳侧筒身，壳侧筒身的右侧焊接有壳侧封头，化盐装置的底部固定有设备支座；

管侧筒身的上下分别设置有导热油出口和导热油入口，壳侧筒身的上部设置有进盐口、熔盐泵接管、压力表接管和液位计接管，熔盐泵接管与熔盐泵相连接，壳侧锥形筒身的下部设置有排净口，壳侧筒身的侧面设置有A出料口和热电偶接口，壳侧封头与电加热器接管相连接；

化盐装置的左端管侧内设置有管侧分程隔板，管侧分程隔板与管侧封头、管侧筒身、管侧设备法兰和管板相连，并将管侧区域划分为导热油进口区域和导热油出口区域；化盐装置壳侧内部设置有换热管，换热管与管板相连接，在进盐口的正下方壳程区域内设置有进料分离装置，化盐装置的上方设置有熔盐泵出口管，熔盐泵出口管与熔盐泵的出口直接相连，熔盐泵出口管设置有两个出口分支，分别是B出料口和熔盐再循环口，通过B出料口处的出口阀门控制熔盐在B出料口和熔盐再循环口之间的流量分配，熔盐再循环口伸入壳侧筒身内并与进料分离装置相连接；在化盐装置的后部区域设置有两个挡板，挡板与壳侧筒身相连，电加热器套管与电加热器接管相连接。

本实用新型一种槽式光热发电用连续化盐装置，所述管侧分程隔板在左端管侧内水平固定并与管侧封头、管侧筒身、管侧设备法兰和管板相连，并将管侧区域划分为上下两个密封区域，即导热油进口区域和导热油出口区域。

本实用新型一种槽式光热发电用连续化盐装置，所述A出料口设置在壳程的正常液位高度处，正常液位为液体要完全淹没换热管，且不能液位高度不超过进料分离装置。

本实用新型一种槽式光热发电用连续化盐装置，所述电加热器接管与电加热器套管相连，电加热器***电加热器套管中。

本实用新型一种槽式光热发电用连续化盐装置，所述熔盐泵再循环口固定在在进料分离装置的上方。

本实用新型一种槽式光热发电用连续化盐装置，在化盐装置的后部区域设置有两级多孔挡板。

本实用新型一种槽式光热发电用连续化盐装置，在壳侧区域挡板右侧设置有热电偶接口，在化盐装置尾部设置有电加热器接管，用于***电加热器；当初始启动或检测到设备内温度低于限定值时，自动启动电加热器，形成温度-电加热联锁控制。

本实用新型一种槽式光热发电用连续化盐装置，熔盐再循环流程，液态熔盐被熔盐泵泵出，经过熔盐泵出口管和熔盐泵再循环口，到达进料分离装置，液态熔盐与进料分离装置表面的固态熔盐接触，经过液态熔盐的冲刷，固态熔盐转变为液态或小颗粒熔盐，然后经过进料分离装置进入化盐装置。

本实用新型一种槽式光热发电用连续化盐装置，对于槽式导热油介质的光热电站来说，导热油的热量来自于太阳辐射能，太阳能是清洁能源，只要天气允许就可以源源不断的获得，这样就无需耗费多余的燃料或电能，能降低化盐所带来的投资成本；化盐装置的集成度较高，设备便于移动与运输，运抵现场后只需要将主要接口通过法兰连接后便可正常使用；由于配备了熔盐再循环，当进料量变化较大时，设备依然可以平稳运行，同时可以提高化盐效率；在化盐装置尾部设置有电加热器，使装置的运行方式更为灵活。

附图说明

图1是本实用新型连续化盐装置的外形图-主视图；

图2是本实用新型连续化盐装置的外形体-A向视图；

图3是本实用新型连续化盐装置的外形体-B向视图；

图4是本实用新型连续化盐装置的C-C截面剖视图；

图5是本实用新型连续化盐装置的D-D截面剖视图；

图中：1-管侧封头，2-管侧筒身，3-管侧设备法兰，4-管板，5-壳侧设备法兰，6-壳侧锥形筒身，7-壳侧筒身，8-壳侧封头，9-设备支座，10-导热油入口，11-导热油出口，12-进盐口，13-熔盐泵接管，14-熔盐泵，15-压力表接管，16-液位计接管，17-电加热器接管，18-A出料口，19-热电偶接口，20-排净口，21-管侧分程隔板，22-换热管，23-进料分离装置，24-挡板，25-电加热器套管，26-熔盐泵出口管，27-B出料口，28-熔盐再循环口。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做进一步的详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本实用新型的保护范围不限于下述实施例。

实施例一：如图1-5所示，本实施例所涉及的一种槽式光热发电用连续化盐装置，包括管侧封头、管侧筒身、管板、换热管、壳侧筒身、壳侧封头、进盐口、进料分离装置、挡板、熔盐泵、A出料口、B出料口、液位计接管、热电偶接口、电加热器套管、熔盐泵出口管、熔盐泵再循环口。

管侧筒身与管侧封头和管侧设备法连接；管板与管侧设备法兰和壳侧设备法兰连接；换热管与管板相连；壳侧筒身外部设置有进盐口、熔盐泵接管、液位计接管、热电偶接口、A溢流口、电加热器接管；壳侧筒身内部设置有进料分离装置、挡板；熔盐泵接管内***熔盐泵；电加热器接管与电加热器套管相连，电加热器***电加热器套管中；进料分离装置安装在进料口正下方；熔盐泵出口管与熔盐泵和熔盐泵再循环口相连；熔盐泵再循环口在进料分离装置上方。

高温导热油由导热油入口进入化盐装置管程，在换热管中进行放热，然后通过导热油出口离开化盐装置。且高温导热油的热量来源于太阳能。

固态熔盐由进盐口进入化盐装置，固态熔盐在换热管的加热下融化为液态，然后通过A出料口和B出料口流出化盐装置，完成化盐。

化盐装置在稳定工作时，壳程空间将建立一定高度的液位，固态熔盐经过进料分离装置分离后，小颗粒的固态熔盐将落入壳程液态熔盐中融化。

化盐装置中，设置有熔盐再循环流程，液态熔盐被熔盐泵泵出，经过熔盐泵出口管和熔盐再循环口，到达进料分离装置，液态熔盐与进料分离装置表面的固态熔盐接触，经过液态熔盐的冲刷，固态熔盐转变为液态或小颗粒熔盐，然后经过进料分离装置进入化盐装置。通过设置熔盐再循环，可以有效防止固态熔盐在进料分离装置处发生堵塞。

化盐装置在稳定运行时，进盐口有再循环液态熔盐的冲刷，在固态熔盐进料量就可以更加灵活，在较大的进料范围内不必担心因进料量增大所导致的进料口堵塞情况发生，对进料量的变化具有较强的适应性。同时，熔盐的再循环还可以增加化盐装置的运行效率，提高化盐的速度。

化盐装置中，在壳侧的换热管尾部设置有两级多孔挡板，未融化的熔盐将被挡板挡在化盐装置前部区域，防止熔盐泵将未融化的熔盐吸入泵中造成泵的损坏，保护设备安全运行。

化盐装置中，在壳侧区域挡板右侧设置有热电偶接口，用于测量挡板右侧液态熔盐的温度，时刻检测化盐装置内的熔盐温度。在化盐装置尾部设置有电加热器接管，用于***电加热器。当初始启动或检测到设备内温度低于限定值时，自动启动电加热器，形成温度-电加热联锁控制。

实施例二：如图1-5所示，本实施例所涉及的一种槽式光热发电用连续化盐装置，如图1所示为化盐装置外形体-主视图，图2为化盐装置外形图-A向视图，图3为化盐装置外形图-B向视图，化盐装置本体由管侧封头1、管侧筒身2、管侧设备法兰3、管板4、壳侧设备法兰5、壳侧锥形筒身6、壳侧筒身7、壳侧封头8和设备支座9组成。

管侧筒身2上下分别设置有导热油出口11和导热油入口10，壳侧筒身7上部设置有进盐口12、熔盐泵接管13、压力表接管15和液位计接管16，熔盐泵接管13与熔盐泵14相连接，壳侧锥形筒身6下部设置有排净口20，壳侧筒身7侧面设置有A出料口18和热电偶接口19，壳侧封头8与电加热器接管17相连接。

如图4所示为化盐装置的C-C截面剖视图，图5为化盐装置的D-D截面剖视图。化盐装置管侧设置有管侧分程隔板21，管侧分程隔板21与管侧封头1、管侧筒身2、管侧设备法兰3和管板4相连，将管侧区域划分为导热油进、出口区域。化盐装置内部设置有换热管22，换热管22与管板4相连接。在进盐口12的正下方壳程区域设置有进料分离装置23，化盐装置正上方设置有熔盐泵出口管26，熔盐泵出口管26与熔盐泵14的出口直接相连，熔盐泵出口管26设置有两个出口分支，分别是B出料口27和熔盐再循环口28，通过流量调节装置控制熔盐在B出料口27和熔盐再循环口28之间的流量分配，熔盐再循环口28伸入壳侧筒身7并与进料分离装置23相连接。在化盐装置的后部区域设置有两个挡板24，挡板24与壳侧筒身7相连。同时，套管25与电加热器接管17相连接。

带有一定压力的高温导热油由导热油入口10进入连续化盐装置，进入管箱进口区域，然后流入换热管22，高温导热油经过放热变成低温导热油，经由导热油出口11流出化盐装置。

颗粒状的固态熔盐由进盐口12进入装置壳侧，固态熔盐首先落到进料分离装置23的表面，经过分离和分散后的固态熔盐落入壳程，大块或粘结的固态熔盐留在进料分离装置23表面。落入壳程的固态熔盐在换热管22的加热下融化为液态，并逐渐在化盐装置的壳程建立了一定高度的液位，被加热融化后的液态熔盐均匀分布在化盐装置的壳程，融化的熔盐逐渐向化盐装置尾部流动，通过两级挡板24的过滤，熔盐中的残留固态颗粒被留在挡板24一侧。启动熔盐泵14即可将液态熔盐泵出，一部分液态熔盐通过B出料口27流出化盐装置，另一部分液态熔盐流经熔盐泵出口管26达到熔盐再循环口28，液态熔盐被均匀的喷到进料分离装置23的表面，大颗粒或粘结的熔盐块被液态熔盐冲散后，掉落到化盐装置壳侧，通过B出料口27处的出口阀门可以控制出料量和熔盐再循环量。

化盐装置壳侧设置有压力表接管15，用来安装压力测量元件，可以时刻监测设备内部的压力变化情况保证设备安全平稳运行。在壳程设置有液位计接管16，用于安装液位测量元件，来监测壳侧熔盐的液位情况。在壳程设置有两根电加热器接管17和电加热器套管25，用于安装电加热器，作为化盐装置的外部能量补偿，提高装置的稳定性。在壳程挡板24后侧和熔盐泵接管13前侧的位置设置有热电偶接口19，用于安装测温热电偶。在壳程的正常液位高度设置有A出料口18，其作用是当熔盐融化达到一定液位高度时，熔盐由A出料口18自然溢出。在壳程下部设置有排净口20，用于设备的排空和排净。

在化盐装置初始启动时，首先将390℃的高温导热油由导热油入口10通入化盐装置管程，换热管22即被加热到390℃。将一定量的小颗粒固态熔盐由进盐口12倒入，熔盐的熔点是220℃，小颗粒固态熔盐经过进料分离装置23落到换热管22的表面融化，融化后的液态熔盐逐渐在壳程逐渐增多并建立一定高度的液位，当熔盐液位没过换热管22后，启动熔盐泵14，关闭B出料口27处的阀门，熔盐依次经过熔盐泵14、熔盐泵出口管26、熔盐再循环口28和进料分离装置23，液态熔盐均匀的喷洒到进料分离装置23的表面，熔盐在熔盐泵14的驱动下在化盐装置进行内循环，此时进盐口12就可以添加正常的熔盐，不必继续添加小颗粒固态熔盐。通过熔盐泵完成再循环的液态熔盐可以冲刷堆积在进料分离装置23表面的熔盐，这样在一定范围内就可以随意调节进入化盐装置的固态熔盐进料量，当进料量较少时，熔盐液位逐渐下降，当液位低于正常液位时，液态熔盐不再从A出料口18向外溢出，直至熔盐液位再次恢复到正常。当进料量较多时，熔盐液位持续上升，一定量的熔盐由A出料口18向外溢出，能够一定程度维持液位平衡，若进料量进一步增加时，A出料口18向外溢出的熔盐量达到上限，液位监测装置接收到液位异常变化信号，发出指令打开位于B出料口27处的阀门，部分液态熔盐通过熔盐泵被泵出化盐装置，从而维持了化盐装置液位的稳定。这样，在一定范围内，不论固态熔盐的进料量如何变化，化盐装置均具备自我调节的功能，同时也实现了化盐装置的连续化盐过程。

化盐装置内会存在少量固态熔盐未融化的情况，而熔盐泵是旋转机械设备，只能泵送液态介质，在泵的吸入口设置有在换热管22的后侧，设置了两级挡板24，保证到达熔盐泵底部的熔盐为液态，以保证熔盐泵正常运行。在挡板24后侧和熔盐泵14的前侧设置热电偶接口19，监测熔盐的温度，当温度低于限定值时，启动电加热器作为热量补偿，提高化盐装置中熔盐温度，降低熔盐在化盐装置内凝固的风险。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本实用新型整体构思下的不同实现方式，而且本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种槽式光热发电用连续化盐装置，其特征在于，所述槽式光热发电用连续化盐装置本体包括管侧封头(1)、管侧筒身(2)、管侧设备法兰(3)、管板(4)、壳侧设备法兰(5)、壳侧锥形筒身(6)、壳侧筒身(7)、壳侧封头(8)和设备支座(9)；

管侧筒身(2)左右两侧与管侧封头(1)和管侧设备法兰(3)连接；管板(4)的左右两侧与管侧设备法兰(3)和壳侧设备法兰(5)连接；壳侧设备法兰(5)的右侧与壳侧锥形筒身(6)连接，壳侧锥形筒身(6)的右侧焊接有壳侧筒身(7)，壳侧筒身(7)的右侧焊接有壳侧封头(8)，化盐装置的底部固定有设备支座(9)；

管侧筒身(2)的上下分别设置有导热油出口(11)和导热油入口(10)，壳侧筒身(7)的上部设置有进盐口(12)、熔盐泵接管(13)、压力表接管(15)和液位计接管(16)，熔盐泵接管(13)与熔盐泵(14)相连接，壳侧锥形筒身(6)的下部设置有排净口(20)，壳侧筒身(7)的侧面设置有A出料口(18)和热电偶接口(19)，壳侧封头(8)与电加热器接管(17)相连接；

化盐装置的左端管侧内设置有管侧分程隔板(21)，管侧分程隔板(21)与管侧封头(1)、管侧筒身(2)、管侧设备法兰(3)和管板(4)相连，并将管侧区域划分为导热油进口区域和导热油出口区域；化盐装置壳侧内部设置有换热管(22)，换热管(22)与管板(4)相连接，在进盐口(12)的正下方壳程区域内设置有进料分离装置(23)，化盐装置的上方设置有熔盐泵出口管(26)，熔盐泵出口管(26)与熔盐泵(14)的出口直接相连，熔盐泵出口管(26)设置有两个出口分支，分别是B出料口(27)和熔盐再循环口(28)，通过B出料口(27)处的出口阀门控制熔盐在B出料口(27)和熔盐再循环口(28)之间的流量分配，熔盐再循环口(28)伸入壳侧筒身(7)内并与进料分离装置(23)相连接；在化盐装置的后部区域设置有两个挡板(24)，挡板(24)与壳侧筒身(7)相连，电加热器套管(25)与电加热器接管(17)相连接。

2.根据权利要求1所述的槽式光热发电用连续化盐装置，其特征在于，所述管侧分程隔板(21)在左端管侧内水平固定并与管侧封头(1)、管侧筒身(2)、管侧设备法兰(3)和管板(4)相连，并将管侧区域划分为上下两个密封区域，即导热油进口区域和导热油出口区域。

3.根据权利要求1所述的槽式光热发电用连续化盐装置，其特征在于，所述A出料口(18)设置在壳程的正常液位高度处，正常液位高度为液体要完全淹没换热管(22)，且液位高度不超过进料分离装置(23)。

4.根据权利要求1所述的槽式光热发电用连续化盐装置，其特征在于，所述电加热器接管(17)与电加热器套管(25)相连，电加热器***电加热器套管(25)中。

5.根据权利要求1所述的槽式光热发电用连续化盐装置，其特征在于，所述熔盐泵再循环口(28)固定在进料分离装置(23)的上方。

6.根据权利要求1所述的槽式光热发电用连续化盐装置，其特征在于，在化盐装置的后部区域设置有两级多孔挡板(24)。

7.根据权利要求1所述的槽式光热发电用连续化盐装置，其特征在于，在壳侧区域挡板右侧设置有热电偶接口(19)，在化盐装置尾部设置有电加热器接管(17)，用于***电加热器；当初始启动或检测到设备内温度低于限定值时，自动启动电加热器，形成温度-电加热联锁控制。

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