[發明專利]一種用于熔鹽加熱的電加熱器

有效

• 申請號: 202110045351.4
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112762615B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 漢京曉;李仲博;張立申;鄭策;閆碩;曾祥靜;穆世慧
• 申請（專利權）人: 北京市熱力集團有限責任公司;北京熱力市政工程建設有限公司;北京民利儲能技術有限公司
• 主分類號: F24H7/02
• 分類號: F24H7/02;F24H9/00;F24H9/18
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

本發明公開一種用于熔鹽加熱的電加熱器，該電加熱器通過在加熱器殼體的內部設置由折彎并往復排布的蛇型加熱管構成的多組蛇型加熱管束來實現增大加熱器的散熱面積，即增加了流經加熱器殼體的內部熔鹽的受熱面積。并通過在熔鹽入口與熔鹽出口之間的圓筒形殼體上設置用于容納連接蛇型加熱管內部的電熱元件的電纜的上接線腔與下接線腔，使得電熱元件的電纜遠離熔鹽入口與熔鹽出口，且減小電熱元件的接線端占據加熱器殼體內部的體積。與U型管形式的加熱管束相比，在相同加熱功率情況下，即加熱負荷相同，蛇形加熱管束單位面積受熱功率更低，降低了加熱管壁面與熔鹽的溫差，加快了導熱效率，有效解決了加熱管表面膜溫超溫的問題。

技術領域

本發明屬于熔鹽儲熱設備領域，具體涉及一種用于熔鹽加熱的電加熱器。

背景技術

近年來燒煤供熱問題成為人們關注的焦點，環境污染越來越嚴重，嚴重影響人類健康，清潔供熱被視為較為理想的可替代性能源。國家出臺了“煤改電”政策來減少能源消耗、緩解霧霾問題，但同時也加劇了電網的負荷與峰谷差，電蓄能技術無疑是目前解決電網峰谷差問題最為直接有效的手段。目前，較為理想的供熱方式為雙罐熔鹽低谷電蓄熱供熱技術，在夜間利用低谷電進行雙罐蓄熱，白天用于供暖，具有十分重要的應用價值。因此，低谷電電加熱蓄放熱裝置對于提高能源利用效率、改善電網峰谷差以及改善環境均具有十分重要的意義。

目前，熔鹽儲能系統中所用的蓄熱介質主要有二元硝酸鹽(KNO₃、NaNO₃)、三元硝酸鹽(KNO₃、NaNO₃、NaNO₂)。熔鹽作為一種具有優良性能的傳熱蓄熱介質，具有“四高三低”的優秀物理化學性能，較高的使用溫區、高熱穩定性、高比熱容、高對流傳熱系數、低粘度、低飽和蒸汽壓和低價格等優點，被廣泛應用于儲熱技術領域。

電加熱器是一種將電能轉換為熱能，并對待加熱介質進行加熱的設備，其工作時低溫介質通過管道在壓力作用下進入其輸入口，與電熱元件工作中所產生的高溫熱能量進行熱交換，使得自身溫度升高，從而在電加熱器輸出口得到高溫介質。

熔鹽這種相對特殊的使用對加熱器提出較大的挑戰，主要有：1、加熱管導熱性能高，內部填充物絕緣性能好；2、可以實現650℃超高溫加熱，設備內部件不變性；3、與熔鹽直接接觸的電加熱管具有一定的耐腐蝕性能；4、如何進一步提高電器元件的安全性能指標，包括冷態絕緣耐壓、冷態絕緣電阻和泄漏電流。5、如何實現小流量高溫加熱，且加熱管表面膜溫不超過熔鹽的汽化點，即如何減小加熱管壁面溫度與熔鹽的溫差成為加熱器設計的關鍵環節。如果采用常規的電加熱管材料、常規的電加熱形式，當小流量使用時，極易因為傳熱不及時導致電加熱管壁面溫度超過熔鹽使用溫度上限，嚴重影響加熱器的使用壽命及破壞熔鹽的儲熱性能。

鑒于此，本發明提出一種用于熔鹽加熱的電加熱器。

發明內容

為解決現有技術中的難題，本發明擬解決的問題是，提供一種用于熔鹽加熱的電加熱器；該電加熱器結構簡單、加熱導熱性能好、絕緣性高、可實現小流量大溫差穩定加熱、滿足系統各種流量運行工況的熔鹽電加熱器，解決了現有熔鹽電加熱器存在的難題。

本發明解決所述技術問題的技術方案是，設計一種用于熔鹽加熱的電加熱器，其特征在于，該電加熱器包括殼體組件、管箱組件、封頭組件；所述殼體組件包括圓筒形殼體和上筒體接口法蘭；所述管箱組件包括上接線腔、下接線腔和蛇型加熱管束；所述封頭組件包括上封頭和下封頭；

所述圓筒形殼體的一端與上筒體接口法蘭通過焊接方式連接，所述上筒體接口法蘭與上封頭底部的上封頭接口法蘭通過螺栓、螺母和墊片固定連接，屬于可拆卸連接；所述圓筒形殼體的另一端與下封頭通過焊接方式連接，屬于不可拆卸連接；上封頭將圓筒形殼體的頂部密封，下封頭將圓筒形殼體的底部密封；

在圓筒形殼體的側壁的同一側的靠近頂部和底部的位置分別設置有熔鹽出口和熔鹽入口，熔鹽入口與熔鹽出口連通且其余部分的圓筒形殼體為密封結構；在鹽出口上方的圓筒形殼體上設置有放氣口；