一种熔盐储能系统管路加热装置的制作方法

本发明涉及管道加热及保温，尤其涉及一种熔盐储能系统管路加热装置。

背景技术：

1、熔盐储能系统具有无污染、容量大、占地面积小、余热利用效率高、发电效率高等优点，可以储存过剩的太阳能、风能；可以在电力需求低谷期储存电力，高峰期提供电力，为电力供给提供弹性，调节电网日负荷。熔盐储能系统主要由熔盐材料、熔盐储罐、熔盐泵、电加热器、换热器、除氧器、控制系统和各种水泵以及管道阀门等组成。采用冷热熔盐双罐设计，根据不同的运行模式，通过改变熔融盐的流向，来决定系统是储热还是放热。储热时，冷熔盐贮罐内的熔融盐经熔盐泵输送到集热器内，吸收热能升温后进入热熔盐储罐中；放热时，热熔盐储罐中的高温熔融盐流进熔盐蒸汽发生器，产生过热蒸汽，驱动蒸汽涡轮机运行发电，熔盐温度降低后流回冷熔盐储罐。为防止熔盐在流动过程中遇冷凝固致使管路堵塞，需对管道进行加热和保温。

2、传统方法是通过电加热丝、加热带、电磁线圈等对管路直接进行加热，耗能高、加热效率低、安全系数低。为此授权公告号cn102384332b的发明专利公开了一种光热发电熔盐储能系统管路预热冷凝固处理方法及其管路，通过高温蒸汽对管路进行预热和加热，并对管路的内外管之间的空间进行抽真空处理。

3、在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：1、通过蒸汽加热速度慢，影响熔盐储能系统的工作效率；2、蒸汽的温度在150-190度，而常用的熔盐熔化温度高于250度，蒸汽加热不能完全解决管路堵塞问题。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术的不足，研制一种熔盐储能系统管路加热装置，该装置能够快速实现熔盐储能系统管路的加热与稳定保温，且加热温度高，能够完全解决管路堵塞问题。

2、本发明解决技术问题的技术方案为：本发明的实施例提供了一种熔盐储能系统管路加热装置，用于对熔盐储能系统的管路进行加热，所述加热装置包括套管、加热单元，套管包裹管路，加热单元设置在套管与管路之间的空隙中，套管的内面设置有反光层，管路的表面设置有吸热涂层；所述加热单元包括加热丝、导向板、导杆、导线，所述加热丝的材料为钨丝或碳纤维，加热丝的两端分别连接一导杆，导杆连接导线，导向板连接套管，导向板上设置有导向孔，导杆插入导向孔。

3、作为优化，所述套管的内腔表面还设置有贴合的内衬板，内衬板选用石英材质，导向板连接内衬板，内衬板朝向套管的一面设置有反光层。所述反光层为镀银层或镀铬层。

4、作为优化，所述加热单元设置多组，每一组加热单元对应一块内衬板，导线穿过内衬板和管路，导线与管路之间密封。每一组加热单元的通断单独控制，通过控制加热单元的开启数量可调节加热功率。套管的内腔内还设置有多个温度传感器，便于多点精准监控，实现超温报警功能，更加安全可靠。

5、作为优化，所述内衬板为圆弧形，多块内衬板组成圆管覆盖套管的内腔。

6、作为优化，所述加热单元还包括挡板b、支撑圈，挡板b设置在导杆靠近导线的一端，导杆穿过导向板后连接挡板b、导线；加热丝为圆柱螺旋线；支撑圈固定在内衬板上，支撑圈中心设置支撑孔，支撑孔直径大于加热丝外径，加热丝穿过支撑圈的支撑孔。

7、作为优化，所述加热单元还包括夹板，支撑圈为截面为矩形的锥形螺旋线形，夹板上设置有与支撑圈截面对应的插孔，支撑圈旋转插入夹板的插孔中。

8、作为优化，所述加热单元还包括挡板a、弹簧，挡板a设置在导杆靠近加热丝的一端，弹簧设置在挡板a与导向板之间的导杆上。加热丝断电时，弹簧的弹力作用下，挡板b与导向板贴合，可限制加热丝的自由度避免晃动。

9、作为优化，所述加热装置还包括端板，端板在套管的两端分别设置一块，端板为环形，端板、套管、管路焊接为一体形成一密闭的环形腔体，端板上设置有抽气口，端板朝向腔体内侧的一面上设置有反光层，腔体内抽真空。

10、作为优化，所述吸热涂层由内至外依次为镀镍层a、氧化镁层、镀镍层b、镍+氧化镁复合层、镍+碳复合层。

11、作为优化，所述镀镍层a的厚度为50~100nm，所述氧化镁层的厚度为50~100nm，所述镀镍层b的厚度为100~200nm，所述镍+氧化镁复合层的厚度为130~250nm，所述镍+碳复合层的厚度为200~400nm，所述镍+碳复合层的表面呈山峰状凸起，凸起的间距为0.75~2.5μm。

12、技术实现要素：中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案具有如下优点或有益效果：

13、1．加热丝通电后会发生长度变化，通过在加热丝两端设置导杆，导杆插入导向板上的导向孔中并可在其中滑动，可适应加热丝的长度变化，保证了系统的稳定性和可靠性。加热丝的材料为钨丝或碳纤维，加热丝可发射红光和红外光，热转化率高；在套管的内面设置反光层，管路的表面设置吸热涂层，减少了热量的散失、提高了热量的吸收率。能量转化率高，不存在传统电加热耗能高的问题；红光和红外光加热速度快、发热量稳定、加热温度高，能够快速实现管路的加热与稳定保温，能够完全解决管路堵塞问题。

14、2．通过设置支撑圈，加热丝断电时，加热丝受重力影响弯曲并落在支撑圈上，加热丝的重量部分由支撑圈承受、部分通过挡板b和导杆传递给导向板；加热丝通电时，加热丝的长度收缩变短，挡板b与导向板压紧，加热丝被拉直，加热丝与支撑圈脱离接触。通过设置加热丝为圆柱螺旋线，且通电后与支撑圈脱离接触，可避免加热丝与支撑圈接触位置的电阻变化和散热影响，令加热丝的发热稳定，避免能力浪费，保障发热效率。

15、3．通过设置夹板、支撑圈，控制支撑圈插入夹板的长度，可控制支撑圈与加热丝的距离，方便了支撑圈的位置调节，实现支撑圈与加热丝的断电接触和通电后不接触；支撑圈截面为矩形，可避免支撑圈转动，方便位置固定。

16、4．通过设置端板，且对端板、套管、管路形成的腔体抽真空，增强了管路的保温性能，减少了热量散失。

技术特征：

1.一种熔盐储能系统管路加热装置，用于对熔盐储能系统的管路（1）进行加热，其特征是：所述加热装置包括套管（2）、加热单元（4），套管（2）包裹管路（1），加热单元（4）设置在套管（2）与管路（1）之间的空隙中，套管（2）的内面设置有反光层，管路（1）的表面设置有吸热涂层；所述加热单元（4）包括加热丝（42）、导向板（45）、导杆（49）、导线（47），所述加热丝（42）的材料为钨丝或碳纤维，加热丝（42）的两端分别连接一导杆（49），导杆（49）连接导线（47），导向板（45）连接套管（2），导向板（45）上设置有导向孔，导杆（49）插入导向孔。

2.根据权利要求1所述的加热装置，其特征是，所述套管（2）的内腔表面还设置有贴合的内衬板（21），内衬板（21）选用石英材质，导向板（45）连接内衬板（21），内衬板（21）朝向套管（2）的一面设置有反光层。

3.根据权利要求2所述的加热装置，其特征是，所述加热单元（4）设置多组，每一组加热单元（4）对应一块内衬板（21），导线（47）穿过内衬板（21）和管路（1），导线（47）与管路（1）之间密封。

4.根据权利要求2所述的加热装置，其特征是，所述内衬板（21）为圆弧形，多块内衬板（21）组成圆管覆盖套管（2）的内腔。

5.根据权利要求2所述的加热装置，其特征是，所述加热单元（4）还包括挡板b（410）、支撑圈（46），挡板b（410）设置在导杆（49）靠近导线（47）的一端，导杆（49）穿过导向板（45）后连接挡板b（410）、导线（47）；加热丝（42）为圆柱螺旋线；支撑圈（46）固定在内衬板（21）上，支撑圈（46）中心设置支撑孔，支撑孔直径大于加热丝（42）外径，加热丝（42）穿过支撑圈（46）的支撑孔。

6.根据权利要求5所述的加热装置，其特征是，所述加热单元（4）还包括夹板（48），支撑圈（46）为截面为矩形的锥形螺旋线形，夹板（48）上设置有与支撑圈（46）截面对应的插孔，支撑圈（46）旋转插入夹板（48）的插孔中。

7.根据权利要求6所述的加热装置，其特征是，所述加热单元（4）还包括挡板a（43）、弹簧（44），挡板a（43）设置在导杆（49）靠近加热丝（42）的一端，弹簧（44）设置在挡板a（43）与导向板（45）之间的导杆（49）上。

8.根据权利要求1所述的加热装置，其特征是，所述加热装置还包括端板（3），端板（3）在套管（2）的两端分别设置一块，端板（3）为环形，端板（3）、套管（2）、管路（1）焊接为一体形成一密闭的环形腔体，端板（3）上设置有抽气口（31），端板（3）朝向腔体内侧的一面上设置有反光层，腔体内抽真空。

9.根据权利要求1所述的加热装置，其特征是，所述吸热涂层由内至外依次为镀镍层a、氧化镁层、镀镍层b、镍+氧化镁复合层、镍+碳复合层；所述反光层为镀铬层。

10.根据权利要求9所述的加热装置，其特征是，所述镀镍层a的厚度为50~100nm，所述氧化镁层的厚度为50~100nm，所述镀镍层b的厚度为100~200nm，所述镍+氧化镁复合层的厚度为130~250nm，所述镍+碳复合层的厚度为200~400nm，所述镍+碳复合层的表面呈山峰状凸起，凸起的间距为0.75~2.5μm。

技术总结本发明涉及管道加热及保温技术领域，尤其涉及一种熔盐储能系统管路加热装置，用于对熔盐储能系统的管路进行加热，所述熔盐储能系统管路加热装置还包括套管、加热单元，套管包裹管路，加热单元设置在套管与管路之间的空隙中，套管的内面设置有反光层，管路的表面设置有吸热涂层；所述加热单元包括加热丝、导向板、导杆、导线，所述加热丝的材料为钨丝或碳纤维，加热丝的两端分别连接一导杆，导杆连接导线，导向板连接套管，导向板上设置有导向孔，导杆插入导向孔。该装置能够快速实现熔盐储能系统管路的加热与稳定保温，且加热温度高，能够完全解决管路堵塞问题。技术研发人员：张玉环,肖洪朋,张朋,吴长涛,刘启,逯启信受保护的技术使用者：山东华宁电伴热科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18