[發明專利]一種規避超溫風險的電阻式熔鹽加熱器及其使用方法

在審

• 申請號: 202310239450.5
• 申請日: 2023-03-13
• 公開（公告）號: CN116202353A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 張國龍;居文平;常東鋒;張建元;王偉;雒青;耿如意;王東曄;王妍
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司;西安西熱節能技術有限公司
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00;H05B3/60;H05B3/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 曲進華

本發明公開了一種規避超溫風險的電阻式熔鹽加熱器及其使用方法。該電阻式熔鹽加熱器包括殼體、混流槽、調溫管路和多個測溫元件，殼體內部插設多根電加熱管，殼體的兩端分別設置熔鹽出口與熔鹽入口；混流槽凸出設置在殼體靠近熔鹽出口位置，且混流槽聯通殼體內部；調溫管路的出口端穿過混流槽伸入殼體內部，調溫管路上上下游依次設置熔鹽開關閥、熔鹽調節閥和逆止閥，調溫管路出口端通過多個支路管線將熔鹽輸送至混流槽的不同位置。本發明通過在電加熱器出口端設置使低溫熔鹽與高溫熔鹽混合的混流槽，規避了電加熱器在極端工況或頻繁變負荷工況下的超溫風險，減少了其非運行工況下的跳停次數，且降低了內部熔鹽高溫熱分解的可能性。

技術領域

本發明涉及熔鹽電加熱技術領域，尤其涉及一種規避超溫風險的電阻式熔鹽加熱器及其使用方法。

背景技術

熔鹽電加熱器是熔鹽儲熱系統的關鍵設備之一，其可擴展性強，在風光熱儲新能源大基地建設、火電靈活性改造、用戶側儲熱供熱等場景下都能得到利用。根據加熱方式不同，熔鹽電加熱器主要有電阻式、電極式、電磁感應式三種形式，其中，電阻式是利用電流通過電阻絲放出熱量來加熱熔鹽的加熱方法，具有價格低廉、應用廣泛和技術成熟的優勢。

工程要求熔鹽加熱器內部加熱管溫度不能超過一定限制，否則內部電阻絲熔斷和外部熔鹽熱分解風險都大大增加，進而出現電加熱跳停和整根電加熱管報廢情況。主要是因為電加熱管和熔鹽之間換熱效率低，當電負荷或熔鹽流量頻繁、快速、大幅度變化時，熔鹽不能及時帶走電加熱管產生的熱量，導致電加熱內部溫度急劇升高，過高的溫度使得電阻絲融化風險大大增加。另一方面，由于熔鹽在電加熱器內部流動緩慢，主要呈現層流的流動狀態，且電加熱器內部無擾流手段，因此，熔鹽邊界層溫度與管壁溫度相差不大，管壁溫度升高時熔鹽熱分解風險也大大增加，具有一定的安全隱患；以工程應用規模最大的太陽鹽(硝酸鉀+硝酸鈉)為例，熔鹽溫度超過600℃時就會發生嚴重熱分解，影響電加熱器正常運行。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的實施例提出一種規避超溫風險的電阻式熔鹽加熱器及其使用方法。

一方面，本發明提出了一種規避超溫風險的電阻式熔鹽加熱器，包括：

殼體，所述殼體內部插設多根電加熱管，所述電加熱管通過兩端固定在所述殼體內壁的支撐板支撐固定，所述殼體的兩端分別設置熔鹽出口與熔鹽入口；

混流槽，所述混流槽凸出設置在所述殼體靠近所述熔鹽出口位置，且所述混流槽聯通所述殼體內部；

調溫管路，所述調溫管路的入口端連接所述熔鹽入口，所述調溫管路的出口端穿過所述混流槽伸入所述殼體內部，所述調溫管路上上下游依次設置熔鹽開關閥、熔鹽調節閥和逆止閥，所述調溫管路出口端通過多個支路管線將熔鹽輸送至所述混流槽的不同位置；

多個測溫元件，所述測溫元件用于測試流經所述混流槽后流向所述熔鹽出口的熔鹽溫度。

在一些實施例中，從所述支路管線流出的低溫熔鹽形成射流與主路熔鹽在所述混流槽內混合。

在一些實施例中，根據所述測溫元件的指示溫度調節所述熔鹽調節閥的開度，當所述測溫元件的指示溫度超過安全值時，增大所述熔鹽調節閥的開度。

在一些實施例中，所述電加熱管為U型電加熱管。

在一些實施例中，所述支撐板上具有使所述電加熱管穿過的通孔。

在一些實施例中，所述混流槽為設置在所述殼體靠近所述熔鹽出口位置的環狀突起。

在一些實施例中，所述混流槽內設置多個分隔板。

在一些實施例中，多個所述測溫元件沿著所述殼體的內壁均勻設置在所述混流槽與所述熔鹽出口之間的位置。