一种集成化的相变储能免检锅炉及其操作方法与流程

本发明涉及工业用蒸汽或民用锅炉领域，具体涉及一种集成化的相变储能免检锅炉及其操作方法。

背景技术：

1、储能技术可解决能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾，是提高能源利用率的先进技术和有效手段。该技术可以缓解企业由于峰谷电价差导致的制造成本增加，平衡电网峰谷负荷,缓解电厂和输配电设施的建设投资压力。基于储能技术的蓄热技术开发是众多企业追求的目标，但传统蓄热技术(水蓄能、固体储热、蒸汽蓄热、导热油蓄热)存在体积大、能量密度低，液汽相变过程中存在压力高、投资大等缺点。以相变熔盐为基础的蓄热技术具有蓄热密度高、体积小、安全性高等优势，成为目前最具前景的发展技术之一。但是在实际相变熔盐应用中，随着温度的变化熔盐导热效率不稳定，因此如何使用高效率的换热系统是制约着熔盐在整个储热系统中的快速发展。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种集成化的相变储能免检锅炉及其操作方法，以解决实际相变熔盐应用中，随着温度的变化熔盐导热效率不稳定，导致换热效率低的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种集成化的相变储能免检锅炉，包括蒸汽发生器模块和熔盐换热模块；熔盐换热模块用于给蒸汽发生器模块传递热量，蒸汽发生器模块包括给水泵、蒸汽换热器和喷水减温器，给水泵、蒸汽换热器和喷水减温器依次连接；熔盐换热模块包括熔盐储热装置、导热油泵、均布器、熔盐储热罐和电加热器，均布器、熔盐储热装置均放置在熔盐储热罐中，导热油泵的一端连接熔盐储热罐的底部，另一端在熔盐储热罐内部通过均布器连接熔盐储热装置，形成闭环；电加热器设置在熔盐储热罐的内底部；同时导热油泵与蒸汽换热器连接，蒸汽换热器出口连接到均布器，形成闭环。

4、进一步的，均布器包括一级均布器和二级均布器，熔盐储热装置包括一级熔盐储热装置和二级熔盐储热装置；一级均布器和一级熔盐储热装置连接，一级熔盐储热装置通过二级均布器与二级熔盐储热装置连接。

5、进一步的，导热油泵通过第一阀门与一级均布器连接；导热油泵通过第二阀门与蒸汽换热器连接。

6、进一步的，喷水减温器出口与消音器连接，消音器安装在气液分离器中。

7、进一步的，蒸汽发生器模块中水容积小于l。

8、进一步的，熔盐储热装置中是单种或多种相变熔盐。

9、进一步的，给水泵和导热油泵均为变频泵。

10、进一步的，熔盐换热模块和蒸汽发生器模块采用不同的工质。

11、进一步的，给水泵出口一路还直接与喷水减温器连接。

12、进一步的，一种集成化的相变储能免检锅炉的操作方法，包括以下步骤：

13、夜晚储存热量时，电加热器使用低谷电对熔盐储热箱中单级或多级熔盐进行加热，开启导热油泵，打开第一阀门，关闭第二阀门，使导热油在熔盐系统中循环加热箱变熔盐，等到加热到所有熔盐在熔融状态后停止；

14、当白天用户需要热量时，开启给水泵和导热油泵关闭第一阀门，打开第二阀门，导热油在熔盐储热箱中吸收热量，通过导热油泵输送至蒸汽换热器中与水进行换热；进入蒸汽换热器中的水经过加热变成过热蒸汽进入喷水减温器中，同时给水泵的另一路水之间进入喷水减温器，对过热蒸汽进行减温之后输送至气液分离器中，分离出蒸汽中的水，产生用户需要的饱和蒸汽；

15、当夜晚用户需要热量时，打开两个阀门，通过调节两者阀门的开度来调节换热量，导热油在熔盐储热箱中吸收热量，通过导热油泵输送至蒸汽换热器中与水进行换热；

16、当用户的需求温度升高或需求量增加时，增加导热油泵的频率，从而增加导热油的取热量，给水泵的流量不发生变化，最终气液分离器的出口温度升高或出气量增加。

17、与现有技术相比，本发明有以下技术效果：

18、本发明一种高效集成化的相变储能免检锅炉，其中蒸汽发生器模块中给水泵通过蒸汽换热器与喷水减温器连接，喷水减温器出口与消音器连接，消音器安装在气液分离器中。熔盐换热模块中导热油泵通过第一阀门依次与一级均布器、一级熔盐储热装置连接。一级熔盐储热装置通过二级均布器与二级熔盐储热装置连接。一级熔盐储热装置通过二级均布器与二级熔盐储热装置连接。均布器、熔盐储热装置都放置在熔盐储热罐中。导热油泵与熔盐储热罐连接，形成闭环。同时导热油泵通过第二阀门与蒸汽换热器连接，蒸汽换热器在于一级均布器连接，形成闭环。在储热过程中第一阀门打开，第二阀门关闭。在放热过程中第一阀门关闭，第二阀门打开。实现在储热和放热过程中互不干扰。

19、进一步的，整个蒸汽发生器模块中水容积小于30l，可以做成免检锅炉。

20、进一步的，熔盐换热模块和蒸汽发生器模块是不同的工质，由于熔盐的导热系数比较低，而且当用户需求为蒸汽时，就会使的整个熔盐储热箱为一个压力容器，增加了制造难度，因此使用导热油作为中间介质，导热油在高温状态下依然是液态、常压，而且导热油与用户工质的的换热系数大于熔盐与用户工质的换热系数，增加热效率。

21、进一步的，熔盐储热箱中设置电加热器，可以采用低谷电加热熔盐，同时也可以随时补充热量。

22、进一步的，熔盐储热装置中包括熔盐储热箱中可以是单种或多种箱变熔盐，可以实现梯级换热，换热方式为逆流换热，增加熔盐储热装置热量利用率。

23、进一步的，给水泵出口一路直接与喷水减温器直接连接，可以实时调节喷水减温器出后蒸汽的参数，减少蒸汽在气液分离器中的激爆现象。

24、进一步的，给水泵和导热油泵为变频泵。通过变频调节在一定范围内可以实现导热油在在熔盐的去热量实时控制，同时在一定范围内也可以实现蒸汽产生量的调节。

25、综上所述，本发明针对高换热效率的相变熔盐储能设备，使的相变材料在储能过程中有高效储能技术与储能过程中有高效换热技术，采用梯级储能与多工质结合，实现能量的最大化利用。

技术特征：

1.一种集成化的相变储能免检锅炉，其特征在于，包括蒸汽发生器模块和熔盐换热模块；熔盐换热模块用于给蒸汽发生器模块传递热量，蒸汽发生器模块包括给水泵(1)、蒸汽换热器(2)和喷水减温器(3)，给水泵(1)、蒸汽换热器(2)和喷水减温器(3)依次连接；熔盐换热模块包括熔盐储热装置、导热油泵(6)、均布器、熔盐储热罐(11)和电加热器(12)，均布器、熔盐储热装置均放置在熔盐储热罐(11)中，导热油泵(6)的一端连接熔盐储热罐(11)的底部，另一端在熔盐储热罐(11)内部通过均布器连接熔盐储热装置，形成闭环；电加热器(12)设置在熔盐储热罐(11)的内底部；同时导热油泵(6)与蒸汽换热器(2)连接，蒸汽换热器(2)出口连接到均布器，形成闭环。

2.根据权利要求1所述的一种集成化的相变储能免检锅炉，其特征在于，均布器包括一级均布器(7)和二级均布器(9)，熔盐储热装置包括一级熔盐储热装置(8)和二级熔盐储热装置(10)；一级均布器(7)和一级熔盐储热装置(8)连接，一级熔盐储热装置(8)通过二级均布器(9)与二级熔盐储热装置(10)连接。

3.根据权利要求2所述的一种集成化的相变储能免检锅炉，其特征在于，导热油泵(6)通过第一阀门(13)与一级均布器(7)连接；导热油泵(6)通过第二阀门(14)与蒸汽换热器(2)连接。

4.根据权利要求1所述的一种集成化的相变储能免检锅炉，其特征在于，喷水减温器(3)出口与消音器(4)连接，消音器(4)安装在气液分离器(5)中。

5.根据权利要求1所述的一种集成化的相变储能免检锅炉，其特征在于，蒸汽发生器模块中水容积小于(30)l。

6.根据权利要求1所述的一种集成化的相变储能免检锅炉，其特征在于，熔盐储热装置中是单种或多种相变熔盐。

7.根据权利要求1所述的一种集成化的相变储能免检锅炉，其特征在于，给水泵(1)和导热油泵(6)均为变频泵。

8.根据权利要求1所述的一种集成化的相变储能免检锅炉，其特征在于，熔盐换热模块和蒸汽发生器模块采用不同的工质。

9.根据权利要求1所述的一种集成化的相变储能免检锅炉，其特征在于，给水泵(1)出口一路还直接与喷水减温器(3)连接。

10.一种集成化的相变储能免检锅炉的操作方法，其特征在于，基于权利要求1至9任意一项所述的一种集成化的相变储能免检锅炉，包括以下步骤：

技术总结一种集成化的相变储能免检锅炉及其操作方法，蒸汽发生器模块包括给水泵、蒸汽换热器和喷水减温器，给水泵、蒸汽换热器和喷水减温器依次连接；熔盐换热模块包括熔盐储热装置、导热油泵、均布器、熔盐储热罐和电加热器，均布器、熔盐储热装置均放置在熔盐储热罐中，导热油泵的一端连接熔盐储热罐的底部，另一端在熔盐储热罐内部通过均布器连接熔盐储热装置，形成闭环；电加热器设置在熔盐储热罐的内底部；同时导热油泵与蒸汽换热器连接，蒸汽换热器出口连接到均布器，形成闭环。熔盐储热装置中包括熔盐储热箱中可以是单种或多种箱变熔盐，可以实现梯级换热，换热方式为逆流换热，增加熔盐储热装置热量利用率。技术研发人员：王树众,王涛,景泽锋受保护的技术使用者：陕西万丰能源环保科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/15