一种熔融盐单罐蓄热系统斜温层厚度的测试实验平台技术方案

本发明专利技术公开了一种熔融盐单罐蓄热系统斜温层厚度的测试实验平台，包括：蓄热罐，同时储存高温低温熔融盐，中部为斜温层区域；预热器，预热器的低温入口通过低温熔融盐泵与蓄热罐底端的低温熔融盐出口连接；熔融盐储罐，熔融盐储罐中设有电加热机构，熔融盐储罐下端的入口与预热器的低温出口连接，熔融盐储罐上端的出口还与预热器的高温入口连接，预热器的高温出口还与蓄热罐顶端的高温熔融盐入口连接；换热器，换热器的高温入口通过高温熔融盐泵与蓄热罐顶端的高温熔融盐出口连接，换热器两侧还分别设有冷却水入口和冷却水出口，通过冷却水与高温熔融盐换热，换热器的低温出口还与熔融盐储罐下端的入口连接。盐储罐下端的入口连接。盐储罐下端的入口连接。

【技术实现步骤摘要】
一种熔融盐单罐蓄热系统斜温层厚度的测试实验平台


[0001]本专利技术属于蓄热系统研究
，特别涉及一种熔融盐单罐蓄热系统斜温层厚度的测试实验平台。

技术介绍

[0002]熔融盐单罐蓄热系统采用一个蓄热罐进行蓄热，高温熔融盐在蓄热罐上部，低温熔融盐则在蓄热罐下部。放热时，低温熔融盐经低温熔盐泵由罐底进入罐内，同时高温熔融盐从罐顶被抽出用以加热工质；蓄热时，高温熔融盐经高温熔盐泵自罐顶进入罐内，低温熔融盐则自罐底抽出被重新加热。由于罐内高低温熔融盐温度的差异引起的密度差以及熔融盐的流动作用，在高低温熔融盐接触区域会形成一个温度梯度很大的分层，称为斜温层，因此熔融盐单罐蓄热系统蓄热罐又称为斜温层蓄热罐。斜温层是评价单罐蓄热系统工作性能的重要参数，其稳定性与厚度直接决定着整个蓄热系统的效率，从而影响整个发电系统效率。目前，关于斜温层厚度的测量还没有专门的测量平台。

技术实现思路

[0003]针对上述存在的问题，本专利技术的目的是提供一种熔融盐单罐蓄热系统斜温层厚度的测试实验平台，针对熔融盐单罐蓄热系统，研究罐内斜温层厚度及在不同工作条件下的变化规律，以及蓄放热过程中冷热流体循环交替进出下斜温层蓄热罐的热应力变化，从而保证蓄热系统高效、安全的运行。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种熔融盐单罐蓄热系统斜温层厚度的测试实验平台，包括：蓄热罐，所述蓄热罐内上部为高温熔融盐，蓄热罐内下部为低温熔融盐，高温熔融盐与低温熔融盐之间为斜温层区域；预热器，预热器的低温入口通过低温熔融盐泵与蓄热罐底端的低温熔融盐出口连接，用于将低温熔融盐输送至预热器中进行换热；熔融盐储罐，熔融盐储罐中设有电加热机构，熔融盐储罐下端的入口与所述预热器的低温出口连接，用于将预热器换热后的低温熔融盐输送至熔融盐储罐中利用电加热机构进行加热，熔融盐储罐上端的出口还与所述预热器的高温入口连接，预热器的高温出口还与所述蓄热罐顶端的高温熔融盐入口连接，用于将加热后的高温熔融盐输送至蓄热罐上部；换热器，换热器的高温入口通过高温熔融盐泵与所述蓄热罐顶端的高温熔融盐出口连接，换热器两侧还分别设有冷却水入口和冷却水出口，通过冷却水与高温熔融盐换热，换热器的低温出口还与熔融盐储罐下端的入口连接。
[0005]进一步地，所述斜温层区域上方的蓄热罐内和斜温层区域下方的蓄热罐内填充有多孔介质。
[0006]进一步地，所述蓄热罐外侧通过螺旋方式均匀布置十三对热电偶，且蓄热罐外侧
设有用来测量高度的刻度标尺。
[0007]进一步地，十三对所述热电偶分层布置，每层对称布置一对热电偶，用于更好测量温度变化规律。
[0008]进一步地，所述蓄热罐内部靠近所述高温熔融盐入口处设有高温过滤散流板。
[0009]进一步地，蓄热罐内部靠近所述低温熔融盐出口处设有低温过滤散流板。
[0010]进一步地，所述电加热机构包括设置在熔融盐储罐内部的电加热器和设置在熔融盐储罐外部的供电设备，所述供电设备与电加热器连接。
[0011]本专利技术的工作方法：蓄热罐下部的低温熔融盐通过低温熔融盐泵经预热器的低温入口送至预热器中，在预热器中与高温熔融盐进行换热后经预热器的低温出口进入熔融盐储罐中，在熔融盐储罐中被电加热机构进一步加热升温，当温度到达设定温度后经预热器的高温入口进入预热器中，然后经预热器的高温出口从蓄热罐的高温熔融盐入口进入蓄热罐上部，蓄热罐上部为高温熔融盐，下部为低温熔融盐，中间为斜温层区域，蓄热罐内填充多孔介质，从而增加熔融盐的流动性和传热面积，进行熔融盐单罐蓄热系统斜温层厚度测试实验时，通过高温熔融盐泵从蓄热罐顶端的高温熔融盐出口将高温熔融盐送至换热器中与冷却水进行换热，通过热电偶研究放热过程中斜温层区域的温度变化规律，根据蓄热罐高温熔融盐和低温熔融盐的进口温度确定出斜温层的最高和最低温度，蓄热罐布置的热电偶测量出的温度与之相匹配，两者之间的误差达到测试要求，认为斜温层区域稳定，再结合蓄热罐外标定的相应高度，即可得到斜温层区域的厚度。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：由于熔融盐单罐蓄热系统中填充的固体材料价格相比熔融盐十分低廉，也降低了蓄热系统的建造成本；且单罐蓄热系统在减少一个蓄热罐的同时，相关辅助设备如阀门、管道、换热器等也随之减少，这就使其总体建造成本远低于双罐系统。本专利技术可以使得熔融盐单罐蓄热系统在未来先进光热电站中有着巨大的应用潜力。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术的蓄热罐内部结构示意图；图3是本专利技术的蓄热罐俯视图；图4是本专利技术的热电偶分布图。
[0014]其中，1
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蓄热罐、11
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多孔介质、12
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斜温层区域、13
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低温熔融盐出口、14
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高温熔融盐入口、15
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高温熔融盐出口、16
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热电偶、17
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高温过滤散流板、18
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低温过滤散流板、2
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预热器、3
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低温熔融盐泵、4
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熔融盐储罐、41
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电加热机构、411
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电加热器、412
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供电设备、5
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换热器、51
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冷却水入口、52
‑
冷却水出口、6
‑
高温熔融盐泵。
具体实施方式
[0015]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0016]实施例：如图1所示，一种熔融盐单罐蓄热系统斜温层厚度的测试实验平台，包括：如图2
‑
4所示，蓄热罐1，内部填充有多孔介质11，蓄热罐1内上部为高温熔融盐，蓄
热罐1内下部为低温熔融盐，高温熔融盐与低温熔融盐之间为斜温层区域12，蓄热罐1外侧通过螺旋方式均匀布置十三对热电偶16，且蓄热罐1外侧设有用来测量高度的刻度标尺，十三对热电偶16分层布置，每层对称布置一对热电偶16，用于更好测量温度变化规律；预热器2，预热器2的低温入口通过低温熔融盐泵3与蓄热罐1底端的低温熔融盐出口13连接，用于将低温熔融盐输送至预热器2中进行换热，蓄热罐1内部靠近低温熔融盐出口13处设有低温过滤散流板18；熔融盐储罐4，熔融盐储罐4中设有电加热机构41，电加热机构41包括设置在熔融盐储罐4内部的电加热器411和设置在熔融盐储罐4外部的供电设备412，供电设备412与电加热器411连接，熔融盐储罐4下端的入口与预热器2的低温出口连接，用于将预热器2换热后的低温熔融盐输送至熔融盐储罐4中利用电加热机构41进行加热，熔融盐储罐4上端的出口还与预热器2的高温入口连接，预热器2的高温出口还与蓄热罐1顶端的高温熔融盐入口14连接，用于将加热后的高温熔融盐输送至蓄热罐1上部，蓄热罐1内部靠近高温熔融盐入口14处设有高温过滤散流板17；换热器5，换热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种熔融盐单罐蓄热系统斜温层厚度的测试实验平台，其特征在于，包括：蓄热罐（1），所述蓄热罐（1）内上部为高温熔融盐，蓄热罐（1）内下部为低温熔融盐，高温熔融盐与低温熔融盐之间为斜温层区域（12）；预热器（2），预热器（2）的低温入口通过低温熔融盐泵（3）与蓄热罐（1）底端的低温熔融盐出口（13）连接，用于将低温熔融盐输送至预热器（2）中进行换热；熔融盐储罐（4），熔融盐储罐（4）中设有电加热机构（41），熔融盐储罐（4）下端的入口与所述预热器（2）的低温出口连接，用于将预热器（2）换热后的低温熔融盐输送至熔融盐储罐（4）中利用电加热机构（41）进行加热，熔融盐储罐（4）上端的出口还与所述预热器（2）的高温入口连接，预热器（2）的高温出口还与所述蓄热罐（1）顶端的高温熔融盐入口（14）连接，用于将加热后的高温熔融盐输送至蓄热罐（1）上部；换热器（5），换热器（5）的高温入口通过高温熔融盐泵（6）与所述蓄热罐（1）顶端的高温熔融盐出口（15）连接，换热器（5）两侧还分别设有冷却水入口（51）和冷却水出口（52），通过冷却水与高温熔融盐换热，换热器（5）的低温出口还与熔融盐储罐（4）下端的入口连接。2.如权利要求1所述的一种熔融盐单罐蓄热系统斜温层厚度的测试实...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝芸，黄晶晶，朱端银，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：