一种基于自然循环的单体储能熔盐罐的制作方法

1.本发明属于储能储电技术领域，涉及一种基于自然循环的单体储能熔盐罐。


背景技术：

2.熔盐储能技术包括双罐熔盐储能技术和单罐熔盐储能技术。双罐熔盐储能技术适用于大型储能电站，占地面积大，投资高，系统复杂。单罐熔盐储能技术适用于分布式储能电站，或其他电站配套熔盐储能技术，占地面积小，系统简单，投资小。
3.单罐熔盐储能技术的核心设备是单体熔盐罐，该熔盐罐将熔盐加热和熔盐冷却布置在一个罐体内，熔盐加热多采用弃风弃光的垃圾电或低谷电，熔盐冷却采用换热器进行冷却。加热器加热效率高，体积小，可以用高等级金属，因此抗腐蚀能力较强，但冷却换热器由于体积大，工作情况复杂，容易产生故障。但目前的单罐技术当冷却换热器发生故障时，只能将罐内所有熔盐排空才能进行维修，熔盐浪费量大，环境污染严重。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于自然循环的单体储能熔盐罐，该单体储能熔盐罐在维修时，能够避免将罐内熔盐排空。
5.为达到上述目的，本发明所述的基于自然循环的单体储能熔盐罐包括加热器、主罐体、热熔盐出流管、冷却器及冷熔盐回流管；
6.冷却器位于主罐体外，加热器位于主罐体内，且位于主罐体的下侧，主罐体上端侧面的出口经热熔盐出流管及第一阀门与冷却器的壳侧入口相连通，冷却器的壳侧出口经第二阀门经冷熔盐回流管与主罐体下端侧面的入口相连通，热熔盐出流管与冷熔盐回流管之间通过第三阀门相连通；
7.冷却器中壳侧的底部开口处设置有第四阀门，冷却器中壳侧的顶部开口处设置有第五阀门；
8.所述主罐体的底部开口处设置有第六阀门，主罐体的顶部开口处设置有第七阀门。
9.冷却器为管壳式换热器。
10.所述主罐体上自上到下设置有若干第一热电偶。
11.相邻第一热电偶之间的间距为0.5m。
12.第一阀门、第二阀门及第三阀门的入口处及出口处均设置有第二热电偶。
13.所述冷却器内布置有第三热电偶。
14.冷却器与第一阀门及第二阀门之间的管道上设置有第一电伴热装置。
15.冷却器与第四阀门及第五阀门之间的管道上设置有第二电伴热装置。
16.主罐体与第六阀门及第七阀门之间的管道上设置有第三电伴热装置。
17.冷却器与第一阀门及第二阀门之间的距离均小于50mm；
18.冷却器与第四阀门及第五阀门之间的距离均小于等于50mm；
19.主罐体与第六阀门及第七阀门之间的距离小于等于50mm。
20.本发明具有以下有益效果：
21.本发明所述的基于自然循环的单体储能熔盐罐在具体操作时，由于冷却器布置于主罐体外，因此当冷却器内换热管出现泄漏时，则将冷却器直接隔离，排空冷却器管侧中的冷水及壳侧中的热熔盐，冲洗后进行检修，检修完成后继续投入运行，避免将主罐体内所有熔盐排空才能进行维修，结构简单，操作方便，实用性极强。
附图说明
22.图1为本发明的示意图；
23.其中，1为加热器、2为主罐体、3为热熔盐出流管、4为冷熔盐回流管、5为冷却器、6为第一阀门、7为第二阀门、8为第三阀门、9为第四阀门、10为第五阀门、11为第六阀门、12为第七阀门。
具体实施方式
24.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
25.在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
26.参考图1，本发明所述的基于自然循环的单体储能熔盐罐包括加热器1、主罐体2、热熔盐出流管3、冷却器5及冷熔盐回流管4；
27.加热器1位于主罐体2内，且位于主罐体2的下侧，主罐体2上端侧面的出口经热熔盐出流管3及第一阀门6与冷却器5的壳侧入口相连通，冷却器5的壳侧出口经第二阀门7经冷熔盐回流管4与主罐体2下端侧面的入口相连通。热熔盐出流管3与冷熔盐回流管4之间通过第三阀门8相连通。
28.冷却器5位于主罐体2外，且冷却器5中壳侧的底部开口处设置有第四阀门9，冷却器5中壳侧的顶部开口处设置有第五阀门10。
29.所述主罐体2的底部开口处设置有第六阀门11，主罐体2的顶部开口处设置有第七阀门12。
30.冷却器5与第一阀门6及第二阀门7之间的距离均小于50mm。
31.冷却器5与第四阀门9及第五阀门10之间的距离均小于等于50mm。
32.主罐体2与第六阀门11及第七阀门12之间的距离小于等于50mm。
33.冷却器5与第一阀门6及第二阀门7之间的管道上设置有第一电伴热装置。
34.冷却器5与第四阀门9及第五阀门10之间的管道上设置有第二电伴热装置。
35.主罐体2与第六阀门11及第七阀门12之间的管道上设置有第三电伴热装置。
36.所述主罐体2上自上到下设置有若干第一热电偶，其中，相邻第一热电偶之间的间距为0.5m。
37.第一阀门6、第二阀门7及第三阀门8的入口处及出口处均设置有第二热电偶。
38.所述冷却器5内布置有第三热电偶。
39.冷却器5为管壳式换热器。
40.本发明的具体工作过程为：
41.熔盐经过加热器加热后，温度上升密度下降，从主罐体2底部流动到顶部，再经热熔盐出流管3流入冷却器5的壳侧，冷却器5的管侧内工质为冷却水，冷却器5的壳侧内工质为热熔盐，热熔盐经冷却器5后温度下降，密度升高，再经冷熔盐回流管4流入主罐体2中，继而被加热器加热完成循环。
42.由于冷却器5布置在主罐体2的外部，因此当冷却器5内换热管出现泄漏时，则将冷却器5直接隔离，排空管侧的冷水及壳侧的热熔盐，冲洗后进行检修，检修完成后继续投入运行。
43.当冷却器5内换热管出现泄漏时，具体的操作流程为：
44.1)停止冷却器5内的工质流动，排空冷却器5管侧的工质；
45.2)关闭第一阀门6及第二阀门7，将冷却器5隔离，打开第三阀门8维持整个系统内热熔盐的温度，防止凝固；
46.3)打开第四阀门9及第五阀门10，将冷却器5壳侧的热熔盐排空；
47.4)通过第五阀门10向冷却器5内注水，将冷却器5的壳侧冲洗干净；
48.5)对冷却器5进行维修，维修完成后对冷却器5的管侧进行注水；
49.6)关闭第四阀门9及第五阀门10，打开第一阀门6及第二阀门7；
50.7)打开第一阀门6及第二阀门7处的电伴热，将管道内凝固的熔盐疏通；
51.8)通过控制冷却器5管侧的水流量，以控制冷却器5的温度，防止其超温；
52.9)打开第七阀门12，向主罐体2内注入新的熔盐，直至注满；
53.10)关小第三阀门8，通过热电偶监控第三阀门8的开度，防止其管内的熔盐凝固；
54.11)系统恢复运行。
55.本发明能够实现冷却器5的在线维修，熔盐损失小，环境友好，提高了设备的安全性和经济性。