一种用于大规模熔盐储能的储罐制造技术

一种用于大规模熔盐储能的储罐，涉及熔盐储能技术领域。为解决现有的熔盐储存罐由于熔盐凝固点温度高，熔盐储热双罐运行时，液位将会上下变化，最低时接近罐体底部，因而需要熔盐泵泵轴较长，伸入到液面之下，由于泵轴无法做的过长，限制了罐体无法太高的问题。采用热盐密度低在上部，冷盐密度高在下部，中间有一温度梯度层即斜温层技术，通过布盐器及管道系统，储热时热盐经过热盐管道系统由热平板式布盐器进入罐体，冷盐由冷盐泵抽出罐体，斜温层逐渐下移，当达到冷平板式布盐器附近时，储热过程结束；放热时热盐由热盐泵抽出罐体，冷盐经过冷盐管道系统由冷平板式布盐器进入罐体，斜温层逐渐上移。本发明专利技术适用于高温熔盐储能技术领域。术领域。术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种用于大规模熔盐储能的储罐


[0001]本专利技术涉及熔盐存储
，具体涉及一种用于大规模熔盐储能的储罐。

技术介绍

[0002]储能系统是解决风能、太阳能等存在的不连续问题，实现电网移峰填谷，促进清洁能源消纳的有效手段，对于实现“双碳”目标具有积极意义。目前常见的储能方式有电化学储能、抽水蓄能、压缩空气储能、熔盐储能及飞轮储能等，其中可以实现大规模存储的仅有抽水蓄能及压缩空气储能，但二者又受地理、季节等条件限制，无法大范围应用。高温熔盐储热是光热发电系统中经常采用的技术方案，也是目前储存高品位热能的较为成熟的方案，具有存储温度高、技术可靠性高、工程化程度高、适用范围广等优点。采用冷热两个盐罐进行熔盐储能是国内外经常采用的技术，但受制于熔盐凝固点温度较高的特点，为避免熔盐长期处于环境温度散热而发生凝固，熔盐泵只能采用安装于罐顶部的液下泵，泵轴长度有限造成了熔盐罐高度受限，进而限制了熔盐罐的总体积。此外，考虑熔盐目前的价格较为昂贵，一味通过增加直径来增加罐体容积的方法一方面造成了罐体投资的增加，另一方面造成了为维持最低液位而需要的熔盐量的增加，成本大量增加。以上问题的存在，使得采用熔盐进行大规模储能受到了限制。

技术实现思路

[0003]本专利技术为解决现有的熔盐储能的储罐由于熔盐凝固点温度高，为避免泵中熔盐凝结将泵布置于罐顶部，熔盐储热双罐运行时，液位将会上下变化，最低时接近罐体底部，因而需要熔盐泵泵轴较长，伸入到液面之下，由于泵轴无法做的过长，限制了罐体无法太高，导致罐体的体积较小，从而导致容积较小的问题，以及其他单罐方案，需额外设置熔盐槽及其连接管道和伴热装置，增加了故障点，系统复杂可靠性差的问题，而提出一种用于大规模熔盐储能的储罐。
[0004]本专利技术的一种用于大规模熔盐储能的储罐，其组成包括罐体、热盐泵、热盐管道系统、热平板式布盐器、冷盐泵、冷盐管道系统、冷平板式布盐器、电加热器、冷布盐器支撑单元；
[0005]罐体的罐顶为球冠形拱顶，罐体的罐顶上设有压力仪表、液位仪表、温度仪表、安全泄放单元以及热盐泵、热盐管道系统、冷盐泵和冷盐管道系统，且热盐泵靠近罐壁布置，其入口设置在罐体的内部接近液面位置，热盐管道系统设置在罐顶中心位置，出口与热平板式布盐器相连，冷盐泵靠近罐壁布置，其冷盐吸入管入口设置在罐体内部接近罐底位置，冷盐管道系统靠近罐壁布置，出口与位于罐体中心靠近罐底的冷平板式布盐器相连，冷平板式布盐器的底部设有冷布盐器支撑单元，罐体的内部靠近罐底沿圆周方向设有若干电加热器；
[0006]进一步的，所述的热盐泵包括热盐吸入管、泵头和动力装置，动力装置与泵头的一端连接，泵头靠近液面布置，因而热盐泵的泵轴无需很长，泵头的另一端与热盐吸入管的顶
部连接，热盐吸入管的入口靠近液面；
[0007]进一步的，所述的热盐管道系统包括热盐管、径向限位装置和支撑拉杆，热盐管的底部设有径向限位装置，且径向限位装置沿圆周外表面均匀的设有若干支撑拉杆，每个支撑拉杆的顶端与罐体内部罐顶钢结构支撑固定连接，热盐管的顶部穿过罐体顶部的外壁，实现了热盐管可以通过径向限位装置沿竖直方向自由滑动而不发生径向晃动；
[0008]进一步的，所述的冷盐泵包括动力装置、泵头、膨胀吸收结构、冷盐吸入管、冷盐吸入管保温装置、吸入管保温护管、保温膨胀装置和吸入管径向限位装置；
[0009]动力装置与泵头的一端连接，泵头布置在靠近液面位置，因而冷盐泵得泵轴无需很长，泵头的另一端与膨胀吸收结构的一端连接，膨胀吸收结构的另一端与冷盐吸入管的一端连接，冷盐吸入管的入口靠近罐底布置，冷盐吸入管外部设有冷盐吸入管保温装置，实现隔绝管内与罐内温度场相互影响，冷盐吸入管保温装置外部设有吸入管保温护管，在其上设有若干保温膨胀装置，用以吸收冷盐吸入管和吸入管保温护管因温差产生的相对位移，冷盐吸入管的外表面沿高度方向设有若干吸入管径向限位装置，保证冷盐吸入管可以沿竖直方向自由移动而不发生相对罐体的水平方向的晃动；
[0010]进一步的，所述的冷盐管道系统包括冷盐管、冷盐管保温棉、冷盐管保温护管、冷盐管道保温膨胀节和冷盐管径向限位装置；
[0011]冷盐管的外部设有冷盐管保温装置，实现隔绝管内与罐内温度场相互影响，冷盐管保温装置外部设有冷盐管保温护管，在其上从上到下依次设有若干冷盐管道保温膨胀节，用以吸收冷盐管和冷盐管保温护管因温差产生的热位移，冷盐管外表面设有冷盐管径向限位装置，保证冷盐管可以沿竖直方向自由移动而不发生相对罐体的水平方向的晃动；
[0012]进一步的，所述的热平板式布盐器包括热盐连接法兰、直管、热盐扩展筒、热盐上平板、热盐分布支撑板、热盐下平板、热盐斜支撑板、热盐导流锥和热盐破碎网；
[0013]热盐上平板的下表面与热盐分布支撑板的上表面固定连接，热盐分布支撑板的下表面与热盐下平板的上表面固定连接，热盐下平板的下表面中部设有一个盲孔，且盲孔的内部设有热盐导流锥，热盐上平板的上表面的中部设有通孔，且通孔的上部设有热盐扩展筒，热盐扩展筒的顶端与直管底端连接，直管的顶端设有热盐连接法兰，直管外壁与热盐上平板上表面之间设有多个热盐斜支撑板，直管的内部嵌设有热盐破碎网；
[0014]进一步的，所述的热盐上平板的上表面与横向水平线之间成a
°
夹角，2≤a≤6；所述的热盐下平板的下表面与横向水平线之间成b
°
夹角，10≤b≤30；
[0015]进一步的，所述的冷平板式布盐器包括冷盐连接法兰、冷盐扩展筒、冷盐上平板、冷盐分布支撑板、冷盐下平板、冷盐斜支撑板、冷盐导流锥、支撑肋、支撑板和冷盐破碎网；
[0016]冷盐上平板的下表面与冷盐分布支撑板的上表面连接，冷盐分布支撑板的下表面与冷盐下平板的上表面连接，冷盐下平板的下表面的中部设有盲孔，且盲孔内部设有冷盐导流锥，冷盐下平板的下表面设有支撑板，冷盐下平板的下表面与支撑板上表面之间设有多个支撑肋，冷盐上平板的上表面中部设有通孔，且该通孔顶部设有冷盐扩展筒，冷盐扩展筒的顶部设有冷盐连接法兰，冷盐扩展筒外壁与冷盐上平板的上表面之间沿圆周方向均匀的设有多个冷盐斜支撑板，冷盐扩展筒的内部嵌设有冷盐破碎网；
[0017]进一步的，所述的冷盐上平板的上表面与横向水平线之间成c
°
夹角，10≤c≤30，冷盐下平板的下表面与横向水平线之间成d
°
夹角，2≤d≤6；
[0018]进一步的，所述的冷布盐器支撑单元包括水平支撑型钢、滚轮和下水平支撑型钢；水平支撑型钢和下水平支撑型钢平行设置，水平支撑型钢和下水平支撑型钢之间中部设有滚轮，下水平支撑型钢的下表面与罐体内部底面焊接固定，水平支撑型钢与支撑板的下表面焊接固定；
[0019]所述的电加热器包括保护套管和电加热器本体，电加热器本体的外表面套设有保护套管，且保护套管的外表面与罐体的罐壁焊接固定且靠近罐底；
[0020]进一步的，运行时，热盐密度低在上部，冷盐密度高在下部，中间有一温度梯度层斜温层，通过布盐器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于大规模熔盐储能的储罐，其特征在于：它包括罐体(1)、热盐泵(2)、热盐管道系统(3)、热平板式布盐器(4)、冷盐泵(5)、冷盐管道系统(6)、冷平板式布盐器(7)、电加热器(8)、冷布盐器支撑单元(9)；罐体(1)的罐顶为球冠形拱顶，罐体(1)的罐顶靠近罐壁位置设有热盐泵(2)、冷盐泵(5)和冷盐管道系统(6)及安装于其下的冷平板式布盐器(7)，在罐顶中心位置设有热盐管道系统(3)及安装于其下部的热平板式布盐器(4)，且热盐泵(2)的入口设置在罐体(1)的内部靠近液面，热盐管道系统(3)与热平板式布盐器(4)相连，熔盐由热平板式布盐器(4)周向均匀流入罐体(1)内部，冷盐泵(5)入口设置在罐体(1)的内部靠近罐底，冷盐管道系统(6)与冷平板式布盐器(7)相连，熔盐由冷平板式布盐器(7)周向均匀流入罐体(1)内部，冷平板式布盐器(7)的底部设有冷布盐器支撑单元(9)，罐体(1)的内部靠近罐底附近沿圆周方向均布有多个电加热器(8)。2.根据权利要求1所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，其特征在于：所述的罐体(1)由罐底(1
‑
1)、罐壁(1
‑
2)、罐顶(1
‑
3)、罐顶钢结构支撑(1
‑
4)、压力仪表(1
‑
5)、液位仪表(1
‑
6)、温度仪表(1
‑
7)、安全泄放装置(1
‑
8)和罐体保温装置(1
‑
9)组成；罐底(1
‑
1)上部焊接罐壁(1
‑
2)，罐壁(1
‑
2)上部焊接罐顶(1
‑
3)，罐顶钢结构支撑(1
‑
4)外边缘与罐壁(1
‑
2)内部焊接，其上部与罐顶(1
‑
3)下表面焊接，罐顶(1
‑
3)上装有压力仪表(1
‑
5)、液位仪表(1
‑
6)、温度仪表(1
‑
7)、安全泄放装置(1
‑
8)，在罐壁(1
‑
2)及罐顶(1
‑
3)外部设有罐体保温装置(1
‑
9)。3.根据权利要求1所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，其特征在于：所述的热盐泵(2)包括热盐吸入管(2
‑
1)、泵头(2
‑
2)和动力装置(2
‑
3)，动力装置(2
‑
3)的输入端与泵头(2
‑
2)的一端连接，泵头(2
‑
2)的另一端与热盐吸入管(2
‑
1)的顶部连接。4.根据权利要求1所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，其特征在于：所述的热盐管道系统(3)包括热盐管(3
‑
1)、支撑拉杆(3
‑
2)和径向限位装置(3
‑
3)；热盐管(3
‑
1)的底部设有径向限位装置(3
‑
3)，且径向限位装置(3
‑
3)沿圆周外表面均匀的设有多个支撑拉杆(3
‑
2)，每个支撑拉杆(3
‑
2)的顶端与罐体(1)的罐顶钢结构支撑(1
‑
4)固定连接，热盐管(3
‑
1)的顶部穿过罐体(1)顶部的外壁，且热盐管(3
‑
1)受热膨胀时可以通过径向限位装置(3
‑
3)沿竖直方向自由滑动，但水平方向受到限制而不发生晃动。5.根据权利要求1所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，其特征在于：所述的冷盐泵(5)包括动力装置(5
‑
1)、泵头(5
‑
2)、膨胀吸收结构(5
‑
3)、冷盐吸入管(5
‑
4)、冷盐吸入管保温装置(5
‑
5)、吸入管保温护管(5
‑
6)、保温膨胀装置(5
‑
7)和吸入管径向限位装置(5
‑
8)；动力装置(5
‑
1)的与泵头(5
‑
2)的一端连接，泵头(5
‑
2)的另一端与膨胀吸收结构(5
‑
3)的一端连接，膨胀吸收结构(5
‑
3)的另一端与冷盐吸入管(5
‑
4)的一端连接，冷盐吸入管(5
‑
4)的入口位于罐底附近，，冷盐吸入管(5
‑
4)外部设有冷盐吸入管保温装置(5
‑
5)，实现隔绝管内与罐内温度场相互影响，冷盐吸入管保温装置(5
‑
5)外部设有吸入管保温护管(5
‑
6)，在其上设有若干保温膨胀装置(5
‑
7)，用以吸收冷盐吸入管(5
‑
4)和吸入管保温护管(5
‑
6)因温差产生的相对位移，冷盐吸入管(5
‑
4)的外表面沿高度方向设有若干吸入管径向限位装置(5
‑
8)，保证冷盐吸入管(5
‑
4)可以沿竖直方向自由移动而不发生相对罐体的水平方向的晃动。6.根据权利要求1所述的一种用于大规模熔盐储能的储罐，其特征在于：所述的冷盐管
道系统(6)包括冷盐管(6
‑
1)、冷盐管保温装置(6
‑
2)、冷盐管保温护管(6
‑
3)、冷盐管道保温膨胀节(6
‑
4)和冷盐管径向限位装置(6
‑
5)；冷盐管(6
‑
1)的外部设有冷盐管保温装置(6
‑
2)，实现隔绝管内与罐内温度场相互影响，冷盐管保温装置(6

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宇炜，洪增元，卢日时，姚亮，程方，
申请(专利权)人：哈尔滨汽轮机厂辅机工程有限公司，
类型：发明
国别省市：