一种用于不同温度的熔盐换热的管壳式换热器制造技术

本发明专利技术提供一种用于不同温度的熔盐换热的管壳式换热器，用于冷盐和热盐之间的换热，所述管壳式换热器至少包括：外壳、分别安装在所述外壳内的两端的第一管板和第二管板、固定在所述第一管板和第二管板之间的换热管，所述换热管包括直管和与所述直管连通的螺旋管；还有设置在所述外壳顶部的热盐进口、热盐出口、冷盐出口以及设置在外壳底部的冷盐进口。本发明专利技术通过将换热管的一端设置为螺旋管，可以避免因熔盐温度高对换热管造成热膨胀的问题，进而防止管板由于膨胀压力引起移动，提高了管壳式换热器的使用寿命；另外，通过设置的螺旋管，还可以增大换热面积，从而大幅度提高换热效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及熔盐的换热器领域，特别是涉及一种用于不同温度的熔盐换热的管壳式换热器。
技术介绍
当前光热发电领域带有储热功能的太阳能电站以熔盐为储热介质，通过汇聚太阳光照射熔盐吸热器，使熔盐温度上升，再将熔盐导入储热罐中储存热量，通过换热器将熔盐中的热量转换成朗肯循环工质的热量，一般采用水作为朗肯循环的工质，液态水在换热器中吸收热量变成过热蒸汽推动汽轮机发电。熔盐在换热器及其中间换热管流动，最为重要的一点就是防止熔盐温度过低，发生冻堵，以二元盐硝酸钠硝酸钾为例，其熔点为207℃，完全熔化温度238℃，当熔盐低于238℃就会出现固态晶体，低于300℃随温度降低粘度急剧增加，故而，较低温度的熔盐需要进行升温才能在太阳能发电系统的循环使用中避免堵塞，但不同温度的熔盐在换热器的换热管内外流动，较高温度的熔盐会对换热管造成较大的热膨胀效应，缩短换热器的使用寿命，如果添加膨胀节来消除热膨胀的影响，由于熔盐具有腐蚀性，高温度熔盐会极快的损坏膨胀节，反而影响换热器的使用寿命。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种用于不同温度的熔盐换热的管壳式换热器，用于解决现有技术中熔盐堵塞管道及因熔盐温度高对换热管造成热膨胀的问题，提高管壳式换热器的使用寿命。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种用于不同温度的熔盐换热的管壳式换热器，用于冷盐和热盐之间的换热，所述管壳式换热器至少包括：外壳，至少包括顶部、底部以及两端的第一封头、第二封头；第一管板和第二管板，分别安装在所述外壳内的两端；换热管，固定在所述第一管板和第二管板之间，所述换热管包括直管和与所述直管连通的螺旋管；热盐进口，设置在所述第一管板和第一封头之间的外壳顶部；热盐出口，设置在所述第二管板和第二封头之间的外壳顶部；冷盐进口，设置在第一管板和第二管板之间的外壳底部；冷盐出口，设置在第一管板和第二管板之间的外壳顶部。作为本专利技术用于不同温度的熔盐换热的管壳式换热器的一种优化的方案，所述外壳中还固定有折流板，所述折流板上设有开孔，所述换热管穿过所述开孔。作为本专利技术用于不同温度的熔盐换热的管壳式换热器的一种优化的方案，所述折流板包括环形折流板和/或盘形折流板。作为本专利技术用于不同温度的熔盐换热的管壳式换热器的一种优化的方案，所述外壳的材质为哈氏N合金。作为本专利技术用于不同温度的熔盐换热的管壳式换热器的一种优化的方案，从所述外壳到内依次包括保温层和冷盐通道层。作为本专利技术用于不同温度的熔盐换热的管壳式换热器的一种优化的方案，所述保温层的材质为二氧化硅或硅酸铝棉；所述冷盐通道层的材质为哈氏N合金。作为本专利技术用于不同温度的熔盐换热的管壳式换热器的一种优化的方案，所述换热管的材质为哈氏N合金。作为本专利技术用于不同温度的熔盐换热的管壳式换热器的一种优化的方案，所述的直管和螺旋管的外管壁上均设有独立支架。作为本专利技术用于不同温度的熔盐换热的管壳式换热器的一种优化的方案，所述的独立支架均固定在支撑模架上，支撑模架的下方设有模架底座如上所述，本专利技术的用于不同温度的熔盐换热的管壳式换热器，具有以下有益效果：1、通过螺旋管的设置，解决了热盐对换热管道的造成热膨胀的问题，提高了管壳式换热器的使用寿命；2、提高冷盐的温度，避免熔盐堵塞太阳能发电系统的各个管道，保证熔盐在太阳能发电系统中的循环流畅，避免疏通太阳能发电系统的各个管道的工作，提高了工作效率；3、利用热盐的显热，避免外界能源输入，环保节能，实现了能源的充分利用；4、设置保温层，避免环境与冷盐进行换交换，减少了显热损失，提高了显热利用率。附图说明图1为本专利技术用于不同温度的熔盐换热的管壳式换热器的结构示意图。元件标号说明1外壳11顶部12底部13第一封头14第二封头2第一管板3第二管板41直管42螺旋管5热盐进口6热盐出口7冷盐进口8冷盐出口91环形折流板92盘形折流板具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。如图1所示，本专利技术提供一种用于不同温度的熔盐换热的管壳式换热器，所述管壳式换热器至少包括：外壳1、第一管板2、第二管板3、换热管、热盐进口5、热盐出口6、冷盐进口7以及冷盐出口8。所述外壳1包括外壳顶部11、外壳底部12以及两端的第一封头13和第二封头14。所述外壳1的材质优选为哈氏N合金。由于熔盐对普通材料具有腐蚀性，而哈氏N合金具有较好的耐腐蚀性，因此采用哈氏N合金，可以提高外壳1的使用寿命。从所述外壳1到内，还依次包括保温层(未予以图示)和中空冷盐通道层(未予以图示)。所述保温层的材质为二氧化硅或硅酸铝棉；所述冷盐通道层用于冷盐的流动，材质为哈氏N合金。这种冷盐通道层有较好的耐腐蚀性，提高使用寿命。通过在冷盐通道层的外部设置保温层，可以减少冷盐与外部空气的换热，避免显热浪费，同时相较于常用的真空层，其造价更为低廉，也更容易实现，实用性更强。所述第一管板2和第二管板3分别安装在所述外壳1内的两端，其中，第一管板2靠近第一封头13，第二管板3靠近第二封头14。如图1所示，所述第一管板2和第二管板3平行的设置在外壳1内，并且与所述外壳1的顶部11和底部12垂直。所述换热管固定在所述第一管板2和第二管板3之间。具体地，所述换热管的一端固定在第一管板2上、另一端固定在第二管板3上。所述换热管包括直管41和与所述直管41连通的螺旋管42。需要说明的是，直管41可以是固定在第一管板2上，螺旋管42固定在第二管板3上；也可以是直管41固定在第二管板3上，螺旋管42固定在第一管板2上，固定方式在此不做限制。所述换热管的材质为哈氏N合金。由于熔盐对普通材料具有腐蚀性，而哈氏N合金具有较好的耐腐蚀性，因此采用哈氏N合金，可以提高换热管的使用寿命。通过将换热管的一端设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于不同温度的熔盐换热的管壳式换热器，用于冷盐和热盐之间的换热，其特征在于，所述管壳式换热器至少包括：外壳，至少包括顶部、底部以及两端的第一封头、第二封头；第一管板和第二管板，分别安装在所述外壳内的两端；换热管，固定在所述第一管板和第二管板之间，所述换热管包括直管和与所述直管连通的螺旋管；热盐进口，设置在所述第一管板和第一封头之间的外壳顶部；热盐出口，设置在所述第二管板和第二封头之间的外壳顶部；冷盐进口，设置在第一管板和第二管板之间的外壳底部；冷盐出口，设置在第一管板和第二管板之间的外壳顶部。

【技术特征摘要】
1.一种用于不同温度的熔盐换热的管壳式换热器，用于冷盐和热盐之间的换热，其特征在于，
所述管壳式换热器至少包括：
外壳，至少包括顶部、底部以及两端的第一封头、第二封头；
第一管板和第二管板，分别安装在所述外壳内的两端；
换热管，固定在所述第一管板和第二管板之间，所述换热管包括直管和与所述直管连
通的螺旋管；
热盐进口，设置在所述第一管板和第一封头之间的外壳顶部；
热盐出口，设置在所述第二管板和第二封头之间的外壳顶部；
冷盐进口，设置在第一管板和第二管板之间的外壳底部；
冷盐出口，设置在第一管板和第二管板之间的外壳顶部。
2.根据权利要求1所述的用于不同温度的熔盐换热的管壳式换热器，其特征在于：所述外壳
中还固定有折流板，所述折流板上设有开孔，所述换热管穿过所述开孔。
3.根据权利要求2所述的用于不同温度的熔盐换热的管壳式换热器，其特征在于：所述折流
板包括环形折...

【专利技术属性】
技术研发人员：李绍龙，孔巧玲，黄伟光，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31