[發明專利]一種高效相變儲熱介質熔化爐

有效

• 申請號: 201510420427.1
• 申請日: 2015-07-16
• 公開（公告）號: CN105066695A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 張雷;殷輝
• 申請（專利權）人: 江蘇中儲能源裝備有限公司
• 主分類號: F27B14/14
• 分類號: F27B14/14
• 代理公司: 北京市惠誠律師事務所 11353
• 代理人: 周理工

技術領域

本發明涉及儲能裝置技術領域，尤其是一種高效相變儲熱介質熔化爐。

背景技術

太陽能光熱發電系統中儲能是關鍵且必不可少的一個重要環節，儲能介質多為相變儲熱介質，通過儲熱介質的相變達到吸熱和放熱，從而實現儲熱功能，商業化運行的光熱電站，相變儲熱介質的使用量一般在3萬噸左右甚至更多，熔化爐的熔化量一般為每天720噸以上，熔化速度快速、高效、安全的儲熱介質熔化爐成為光熱電站建設的必備。

目前使用的相變介質熔化爐有兩種，一種是傳統的列管式相變介質熔化爐，一種是圓形坩堝式相變介質熔化爐.

傳統的熱載體爐將粉狀的相變儲熱介質加熱到熔點以上，使其在熔融流動狀態下循環使用。最高工作溫度為600℃的高溫。將粉狀的相變儲熱介質放入相變儲熱介質槽，通過槽內安裝的高壓蒸汽加熱管或電加熱管進行加熱融化，直加熱到槽內的相變儲熱介質的粘度可以用儲熱介質循環泵打循環，使整個系統成為流動可循環狀態后，儲熱介質泵將相變儲熱介質送到熱載體爐的吸熱管內進一步循環升溫，達到可以使用的溫度。由于是在管內吸熱，容易造成局部吸熱不均勻，導致溫度過高使相變儲熱介質分解，形成吸附膜，吸附在吸熱管內壁，久而久之造成吸熱效率降低，影響系統安全運行；同時由于相變儲熱介質在管內吸熱，設備運行易出現管道堵塞，造成無法修復的損傷，影響整個相變儲熱介質熔化系統安全。系統設備種類多，兼容性差，投資成本高。

圓形坩堝式相變介質熔化爐工作時固態相變介質可以直接進入熔化裝置內，但是，內鍋外部有一個供燃燒設備工作的燃燒腔，燃燒腔另外一面用隔熱耐火材料包裹，系統工作時，燃燒腔里的熱量有一部分被隔熱耐火材料吸收并散失，燃燒設備產生的熱量不能最大程度的被相變儲熱介質吸收；由于燃燒設備噴出的加熱火焰直接加熱內鍋外壁，因此對內鍋建造材質要求比較高，一般采用不銹鋼進行建造，材料成本極高，生產制造難度大，建造成本高。隔熱耐火材料層大大增加了設備的整體重量，同時，燃燒腔也占據了坩堝的有效空間，使內鍋的相變介質有效裝載量低，換熱系數低，熱量損失大，故而增加設備運輸成本和設備安全性。

發明內容

本發明的目的是進一步提高相變儲熱介質熔化爐的熔鹽速度和熔鹽效率，本發明提供了一種高效相變儲熱介質熔化爐，直接將加熱燒嘴產生的熱量通過加熱管進入到保溫筒體內進行換熱，以將固體相變儲熱介質熔化成液體，熔鹽效率高，熱量利用率高，并且設備耐熱性能要求降低，節省了大量的設備投入資金，降低了生產成本。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種高效相變儲熱介質熔化爐，其特征在于包括：

保溫筒體，所述保溫筒體具有用于加注相變儲熱介質的加注口，具有用于排出液態相變儲熱介質的排出口，所述保溫筒體外側壁設有若干個將保溫筒體內部和外部連通的支撐管，所述支撐管內固定有加熱腔，加熱腔與支撐管密封連接，將保溫筒體內部和外部相隔離，

加熱燒嘴，所述加熱燒嘴固定設置在所述加熱腔內，和

排煙管，

所述每個加熱腔和排煙管通過設置在保溫筒體內部的若干根加熱管連通。

為了使保溫筒體受熱均勻，所述若干個支撐管均勻設置在保溫筒體外側壁。

為了快速高效輸送加熱燒嘴產生的熱量，所述每個加熱腔通過2-5根加熱管與排煙管連通。

為了解決現有的固態相變儲熱介質加注口敞開于空氣中，固態相變儲熱介質加注時，熔化爐內的高溫空氣將源源不斷的在空氣中擴散流失，形成空氣污染，熱量流失也降低了換熱效率，影響熔化效率的問題，所述加注口處設有阻止熔化爐內的熱氣向外溢出的密封加注箱，所述密封加注箱包括箱體，所述箱體內設有轉軸，所述轉軸周向上固定有若干密封擋板，所述轉軸的轉動通過箱體外的驅動電機驅動。

作為優選，所述若干密封擋板均勻布置在轉軸周向上。

為了解決現有的固態相變儲熱介質加注口和液態儲熱介質排出口均位于熔化爐上部，固態相變儲熱介質易出現未熔化便通過排出口排出，造成排出口堵塞，造成設備故障，影響熔化效率的問題，所述排出口設置在熔化爐側壁上部，所述保溫筒體內部排出口處固定設有一用于防止加注口加入的固態相變儲熱介質進入排出口的擋板。

具體地，所述擋板、保溫筒體內側壁和保溫筒體頂部圍合成一下部開口的液態相變儲熱介質排出通道。

為了防止熔化裝置擋板內的空氣無法排出而形成盲管，影響液態相變儲熱介質排出，所述排出通道內設有便于釋放排出通道內空氣的放空口。

具體地，所述放空口位于保溫筒體頂部或位于保溫筒體側壁、排出口上方，使排出通道與外界連通。