本申請(qǐng)涉及熔鹽儲(chǔ)能，進(jìn)一步地涉及一種熔鹽儲(chǔ)熱換熱裝置及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、目前的熔鹽儲(chǔ)熱換熱裝置中，儲(chǔ)罐儲(chǔ)存著高溫熔鹽，其外壁焊接有盤管，盤管內(nèi)通入低溫水用于熱交換。工作時(shí)，低溫水從盤管位于儲(chǔ)罐下方的位置泵入，自下而上流動(dòng)，與儲(chǔ)罐內(nèi)的高溫熔鹽進(jìn)行熱量交換，最終轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽輸出，供客戶使用。

2、然而，因?yàn)楸P管內(nèi)的冷卻水采用從下向上的輸送方式與熔鹽換熱，使得儲(chǔ)罐底部邊緣區(qū)域的熔鹽熱量被大量帶走，而上部中心區(qū)域的熔鹽熱量散失相對(duì)較少。這就導(dǎo)致在系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，儲(chǔ)罐內(nèi)形成了顯著的溫度分布差異，即底部邊緣位置的熔鹽溫度較低，上部中心位置的熔鹽溫度較高，使得盤管在與熔鹽換熱時(shí)，無(wú)法持續(xù)穩(wěn)定地獲取均勻的熱量，導(dǎo)致最終產(chǎn)生高溫蒸汽的效率降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)的目的在于提供一種熔鹽儲(chǔ)熱換熱裝置及其控制方法，能夠保證裝置的換熱效率，避免裝置的局部溫度異常對(duì)高溫蒸汽產(chǎn)出的影響。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N熔鹽儲(chǔ)熱換熱裝置，包括：

3、儲(chǔ)罐，用于容納熔鹽介質(zhì)；

4、輸入主體，所述輸入主體的入口端設(shè)于所述儲(chǔ)罐中部至頂部之間的非邊緣區(qū)域，用于抽取所述儲(chǔ)罐內(nèi)的熔鹽介質(zhì)；

5、至少一個(gè)輸出主體，每個(gè)所述輸出主體的入口端均與所述輸入主體的出口端相連通，并且每個(gè)所述輸出主體的出口端設(shè)于所述儲(chǔ)罐的底部且鄰近周向側(cè)壁的邊緣區(qū)域，以形成至少一條由中心向邊緣延伸的介質(zhì)輸送路徑；

6、動(dòng)力機(jī)構(gòu)，用于推送熔鹽介質(zhì)從所述輸入主體的入口端流向所述輸出主體的出口端。

7、在一些實(shí)施方式中，所述輸入主體具有中空管狀的腔體，所述腔體的兩端分別配置有所述輸入主體的入口端和出口端，所述輸入主體的出口端數(shù)量和所述輸出主體的數(shù)量相匹配；

8、所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)至少有部分設(shè)置于所述腔體內(nèi)部，從而使得所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)在工作狀態(tài)下，能將熔鹽介質(zhì)從所述輸入主體推送至所述輸出主體。

9、在一些實(shí)施方式中，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)裝置、導(dǎo)流元件、傳動(dòng)模組，所述傳動(dòng)模組設(shè)置于所述驅(qū)動(dòng)裝置和所述導(dǎo)流元件之間，所述傳動(dòng)模組的一端和所述驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端直接連接或間接連接，所述傳動(dòng)模組的另一端設(shè)置所述導(dǎo)流元件；

10、所述導(dǎo)流元件位于所述腔體內(nèi)部，使所述導(dǎo)流元件在所述驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行時(shí)，將所述腔體內(nèi)的熔鹽介質(zhì)向所述輸出主體推送。

11、在一些實(shí)施方式中，所述輸入主體的側(cè)壁設(shè)置有若干輔助入口，在熔鹽介質(zhì)的輸送方向上，任一所述輔助入口均位于所述導(dǎo)流元件的上游，用于聯(lián)合所述輸入主體的入口端向所述腔體內(nèi)導(dǎo)入熔鹽介質(zhì)；和/或，

12、所述熔鹽儲(chǔ)熱換熱裝置還包括冷卻模組，所述冷卻模組對(duì)所述驅(qū)動(dòng)裝置的外周形成至少部分包圍，用以對(duì)所述驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行降溫。

13、在一些實(shí)施方式中，所述輸入主體的入口端朝向所述儲(chǔ)罐的頂壁，所述驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)于所述儲(chǔ)罐的頂壁外側(cè)；

14、所述傳動(dòng)模組包括傳動(dòng)軸，所述傳動(dòng)軸具有相對(duì)設(shè)置的第一端和第二端，所述第一端為所述傳動(dòng)軸上設(shè)有所述導(dǎo)流元件的端部，所述第一端穿過所述輸入主體的入口端伸入所述腔體內(nèi)，所述第二端為所述傳動(dòng)軸遠(yuǎn)離所述導(dǎo)流元件一側(cè)端部，所述第二端與所述驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端配合連接。

15、在一些實(shí)施方式中，所述驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端由外向內(nèi)地穿過所述儲(chǔ)罐的頂壁，并延伸至所述儲(chǔ)罐內(nèi)部，所述第二端和所述驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端在所述儲(chǔ)罐內(nèi)部形成相對(duì)連接；

16、或，所述傳動(dòng)軸的第二端由內(nèi)向外地穿過所述儲(chǔ)罐的頂壁，延伸至所述儲(chǔ)罐外部，所述第二端和所述驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端在所述儲(chǔ)罐外部形成相對(duì)連接。

17、在一些實(shí)施方式中，所述輸入主體的入口端為敞口設(shè)計(jì)，并且設(shè)置為漸縮管段，所述漸縮管段的流通截面積沿熔鹽介質(zhì)的輸送方向逐漸減?。?/p>

18、和/或，所述輸出主體分別通過固定結(jié)構(gòu)和所述儲(chǔ)罐的底部相連接。

19、在一些實(shí)施方式中，所述輸入主體沿所述儲(chǔ)罐的中心軸線進(jìn)行設(shè)置，以抽取位于所述儲(chǔ)罐中心軸線上的熔鹽介質(zhì)；

20、所述輸出主體的數(shù)量至少為兩個(gè)，且所述輸出主體沿所述儲(chǔ)罐的中心軸線呈軸對(duì)稱分布或中心對(duì)稱分布。

21、在一些實(shí)施方式中，所述熔鹽儲(chǔ)熱換熱裝置還包括換熱盤管，設(shè)置于所述儲(chǔ)罐的外壁；

22、所述換熱盤管具有輸入端口和輸出端口，所述輸入端口處于所述儲(chǔ)罐的底部區(qū)域，所述輸出端口處于所述儲(chǔ)罐的頂部區(qū)域；

23、在工作狀態(tài)下，通過所述輸入端口向所述換熱盤管內(nèi)輸入低溫液體，使得所述低溫液體能沿所述換熱盤管向所述輸出端口流動(dòng)，并與所述儲(chǔ)罐內(nèi)的熔鹽介質(zhì)間接接觸換熱，以生成高溫蒸汽，所述輸出端口用于輸出所述高溫蒸汽，以向外供給所述高溫蒸汽。

24、本申請(qǐng)的另一方面，也提供一種上述的熔鹽儲(chǔ)熱換熱裝置的控制方法，包括步驟：

25、獲取所述儲(chǔ)罐內(nèi)的至少兩個(gè)設(shè)定區(qū)域內(nèi)的熔鹽介質(zhì)溫度；

26、比較所述至少兩個(gè)設(shè)定區(qū)域內(nèi)的熔鹽介質(zhì)溫度，以確定溫度差值；

27、調(diào)控所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)：判斷所述溫度差值是否超過預(yù)設(shè)閾值，若所述判斷結(jié)果為是，則啟動(dòng)所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)，以推動(dòng)熔鹽介質(zhì)沿輸送路徑流動(dòng)；若所述判斷結(jié)果為否，則停止所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)運(yùn)行。

28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)所提供的一種熔鹽儲(chǔ)熱換熱裝置及其控制方法具有以下有益效果：

29、通過設(shè)置輸入主體和至少一個(gè)輸出主體，使熔鹽介質(zhì)從儲(chǔ)罐中部至頂部區(qū)域輸送至底部邊緣區(qū)域，形成由中心向邊緣的輸送路徑，有效改善儲(chǔ)罐內(nèi)的溫度梯度，均衡熔鹽的熱分布，提高換熱效率。相較于傳統(tǒng)的上下流動(dòng)換熱方式，本申請(qǐng)中的熔鹽儲(chǔ)熱換熱裝置充分考慮了熔鹽儲(chǔ)熱裝置的特殊性，既能實(shí)現(xiàn)上下循環(huán)換熱，又能改善中心區(qū)域和邊緣區(qū)域之間的溫差，提高儲(chǔ)罐內(nèi)部的溫度均勻性，降低局部過熱或熱量滯留現(xiàn)象，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種熔鹽儲(chǔ)熱換熱裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔鹽儲(chǔ)熱換熱裝置，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熔鹽儲(chǔ)熱換熱裝置，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熔鹽儲(chǔ)熱換熱裝置，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的熔鹽儲(chǔ)熱換熱裝置，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熔鹽儲(chǔ)熱換熱裝置，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔鹽儲(chǔ)熱換熱裝置，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求1-4、6、7任一項(xiàng)所述的熔鹽儲(chǔ)熱換熱裝置，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熔鹽儲(chǔ)熱換熱裝置，其特征在于，還包括：

10.如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的熔鹽儲(chǔ)熱換熱裝置的控制方法，其特征在于，包括步驟：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及熔鹽儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種熔鹽儲(chǔ)熱換熱裝置及其控制方法，所述熔鹽儲(chǔ)熱換熱裝置包括儲(chǔ)罐、輸入主體、至少一個(gè)輸出主體及動(dòng)力機(jī)構(gòu)。所述儲(chǔ)罐用于容納熔鹽介質(zhì)，輸入主體的入口端設(shè)于儲(chǔ)罐中部至頂部之間的非邊緣區(qū)域，用于抽取熔鹽介質(zhì)。每個(gè)輸出主體的入口端均與輸入主體的出口端相連通，且輸出主體的出口端設(shè)于儲(chǔ)罐底部鄰近周向側(cè)壁的邊緣區(qū)域，從而形成至少一條由中心向邊緣延伸的介質(zhì)輸送路徑。動(dòng)力機(jī)構(gòu)用于推動(dòng)熔鹽介質(zhì)沿輸送路徑流動(dòng)。該裝置通過優(yōu)化熔鹽流動(dòng)方式，提高換熱效率，降低儲(chǔ)罐內(nèi)部溫度梯度，適用于熔鹽儲(chǔ)熱及換熱應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：張敏,王源,張艷梅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海電氣集團(tuán)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15