一种熔盐/混凝土储热换热器、储热系统及储热方法技术方案

本发明专利技术提供一种熔盐/混凝土储热换热器、储热系统及储热方法，熔盐/混凝土储热换热器包括：高温混凝土储热体(2)、至少一个换热管道(1)、第1联箱(3)、第2联箱(4)、进口管(5)、出口管(6)、排气阀和放盐阀。具有以下优点：(1)安全性：本换热器的传热介质和蓄热介质分别为熔盐和混凝土，两种介质均成分稳定，不存在泄漏爆炸等风险，有效消除系统安全隐患；(2)经济性：蓄热介质采用混凝土，与常规蓄热介质相比，成本大大降低；(3)防凝设计：换热管道采用3％的坡度，排盐阀设置在低位点，系统停止运行时，换热管道不会残余熔盐。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种储热换热器，具体涉及一种熔盐/混凝土储热换热器、储热系统及储热方法。
技术介绍
随着常规能源的短缺以及人们对环境质量要求的提高，可再生能源，特别是太阳能，越来越受到人们的青睐；同时，工业生产产生的大量余热也是今后能源综合利用的重点。无论是太阳能还是工业余热，其最大的不足就是能量供应的不稳定性。将太阳能热发电以及工业余热与储热系统结合起来，可增加太阳能和工业余热输出的稳定性以及可用性。然而，现有的储热换热系统，具有热能输出的稳定性有限、成本高、结构复杂以及运行调度不灵活等问题，从而限制了大型太阳能热发电以及工业余热的广泛利用。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种熔盐/混凝土储热换热器、储热系统及储热方法，可有效解决上述问题。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提供一种熔盐/混凝土储热换热器，包括：高温混凝土储热体(2)、至少一个换热管道(1)、第1联箱(3)、第2联箱(4)、进口管(5)、出口管(6)、排气阀和放盐阀；其中，各个所述换热管道(1)等距平行镶嵌于所述高温混凝土储热体(2)的内部；并且，各个所述换热管道(1)的进口均位于所述高温混凝土储热体(2)的上方，且分别密封连接到所述第1联箱(3)的各个支管接口，所述第1联箱(3)的总管与所述进口管(5)连接，在所述第1联箱(3)设置所述排气阀；各个所述换热管道(1)的出口均位于所述高温混凝土储热体(2)的下方，且分别密封连接到所述第2联箱(4)的各个支管接口，所述第2联箱(4)的总管与所述出口管(6)连接，在所述第2联箱(4)的总管与所述出口管(6)的连接管道上，设置所述放盐阀。优选的，所述换热管道(1)中流通介质为高温熔盐；在流体流动方向，所述换热管道(1)向下倾斜。优选的，所述换热管道(1)向下倾斜的坡度为3％。优选的，所述换热管道(1)为管道式蛇形管道。优选的，还包括保温层；所述保温层包覆在所述高温混凝土储热体(2)的外部。优选的，所述保温层的材料为高温硅酸铝和玻璃纤维形成的复合层材料。优选的，还包括：第1温度测点(7)和第2温度测点(8)；所述第1温度测点(7)设置于所述高温混凝土储热体(2)的内部且靠近所述换热管道(1)的进口，用于测量所述高温混凝土储热体(2)的进口侧温度；所述第2温度测点(8)设置于所述高温混凝土储热体(2)的内部且靠近所述换热管道(1)的出口，用于测量所述高温混凝土储热体(2)的出口侧温度。优选的，所述第1温度测点(7)和所述第2温度测点(8)为热电偶温度测点。本专利技术还提供一种熔盐/混凝土储热系统，包括至少两个上述的熔盐/混凝土储热换热器；其中，各个所述熔盐/混凝土储热换热器为串联连接方式或并联连接方式。本专利技术还提供一种熔盐/混凝土储热方法，包括以下步骤：对于单个熔盐/混凝土储热换热器，设共设置n个换热管道(1)，则：对高温混凝土储热体(2)充热流程如下：首先，打开排气阀，排放各个换热管道(1)的高压空气；然后，关闭排气阀，高温熔盐通过进口管(5)流入到第1联箱(3)，在第1联箱(3)中，将高温熔盐分为n个支路，分别送往n个换热管道(5)的进口，各个支路的高温熔盐在各自的换热管道(1)中呈蛇形曲折向下流动，并在流动过程中发生热交换，使高温混凝土储热体(2)温度不断上升，而高温熔盐温度不断下降而变为低温熔盐；各个支路的低温熔盐流入到第2联箱(4)，在第2联箱(4)中，将各个支路的低温熔盐汇聚后，打开放盐阀，通过出口管(6)向外排出；循环上述过程，高温熔盐不断注入到换热管道(1)，在与高温混凝土储热体(2)发生热交换后，从换热管道(1)排出；从而不断对高温混凝土储热体(2)充热，通过第2温度测点(8)监测高温混凝土储热体(2)的吸热情况，当监测到高温混凝土储热体(2)的温度达到设定值时充热完成，停止向换热管道(1)的进口注入高温熔盐，并通过放盐阀，将换热管道(1)的残留熔盐排出；对高温混凝土储热体(2)放热流程如下：首先，打开排气阀，排放各个换热管道(1)的高压空气；然后，关闭排气阀，低温熔盐通过进口管(5)流入到第1联箱(3)，在第1联箱(3)中，将低温熔盐分为n个支路，分别送往n个换热管道(1)，各个支路的低温熔盐在各自的换热管道(1)中呈蛇形曲折向下流动，并在流动过程中发生热交换，使高温混凝土储热体(2)温度不断下降而放热，而低温熔盐温度不断上升而变为高温熔盐；各个支路的高温熔盐流入到第2联箱(4)，在第2联箱(4)中，将各个支路的高温熔盐汇聚后，打开放盐阀，通过出口管(6)向外排出；循环上述过程，低温熔盐不断注入到换热管道(1)，在与高温混凝土储热体(2)发生热交换后，从换热管道(1)排出；从而不断对高温混凝土储热体(2)放热，通过第2温度测点(8)监测高温混凝土储热体(2)的放热情况，当监测到高温混凝土储热体(2)的温度达到设定值时充热完成，停止向换热管道(1)注入低温熔盐，并通过放盐阀，将换热管道(1)的残留熔盐排出。本专利技术的有益效果如下：本专利技术提供一种熔盐/混凝土储热换热器、储热系统及储热方法，为一种价格低廉、操作简单、安全、稳定的储热系统，既适应于大型太阳能热电站储热系统的储热与换热，又适应于不稳定工业余热回收的热存储，对于可再生能源以及余热的充分利用具有重要意义。附图说明图1为本专利技术提供的熔盐/混凝土储热换热器的剖面图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术进行详细说明：如图1所示，本专利技术提供一种熔盐/混凝土储热换热器，包括：高温混凝土储热体2、至少一个换热管道1、第1联箱3、第2联箱4、进口管5、出口管6、排气阀和放盐阀；其中，各个换热管道1等距平行镶嵌于高温混凝土储热体2的内部，制作过程中，直接将换热管道浇筑在高温混凝土储热体内部，使换热管道和高温混凝土储热体之间不存在间隙，提高换热效率；并且，各个换热管道1的进口均位于高温混凝土储热体2的上方，且分别密封连接到第1联箱3的各个支管接口，第1联箱3的总管与进口管5连接，在第1联箱3设置排气阀；各个换热管道1的出口均位于高温混凝土储热体2的下方，且分别密封连接到第2联箱4的各个支管接口，第2联箱4的总管与出口管6连接，在第2联箱4的总管与出口管6的连接管道上，设置放盐阀。本专利技术中，换热管道为管道式蛇形管道，例如，光管或翅片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔盐/混凝土储热换热器，其特征在于，包括：高温混凝土储热体(2)、至少一个换热管道(1)、第1联箱(3)、第2联箱(4)、进口管(5)、出口管(6)、排气阀和放盐阀；其中，各个所述换热管道(1)等距平行镶嵌于所述高温混凝土储热体(2)的内部；并且，各个所述换热管道(1)的进口均位于所述高温混凝土储热体(2)的上方，且分别密封连接到所述第1联箱(3)的各个支管接口，所述第1联箱(3)的总管与所述进口管(5)连接，在所述第1联箱(3)设置所述排气阀；各个所述换热管道(1)的出口均位于所述高温混凝土储热体(2)的下方，且分别密封连接到所述第2联箱(4)的各个支管接口，所述第2联箱(4)的总管与所述出口管(6)连接，在所述第2联箱(4)的总管与所述出口管(6)的连接管道上，设置所述放盐阀。

【技术特征摘要】
1.一种熔盐/混凝土储热换热器，其特征在于，包括：高温混凝土储热体(2)、
至少一个换热管道(1)、第1联箱(3)、第2联箱(4)、进口管(5)、出口管
(6)、排气阀和放盐阀；
其中，各个所述换热管道(1)等距平行镶嵌于所述高温混凝土储热体(2)
的内部；并且，各个所述换热管道(1)的进口均位于所述高温混凝土储热体(2)
的上方，且分别密封连接到所述第1联箱(3)的各个支管接口，所述第1联箱
(3)的总管与所述进口管(5)连接，在所述第1联箱(3)设置所述排气阀；
各个所述换热管道(1)的出口均位于所述高温混凝土储热体(2)的下方，
且分别密封连接到所述第2联箱(4)的各个支管接口，所述第2联箱(4)的
总管与所述出口管(6)连接，在所述第2联箱(4)的总管与所述出口管(6)
的连接管道上，设置所述放盐阀。
2.根据权利要求1所述的熔盐/混凝土储热换热器，其特征在于，所述换热
管道(1)中流通介质为高温熔盐；在流体流动方向，所述换热管道(1)向下
倾斜。
3.根据权利要求2所述的熔盐/混凝土储热换热器，其特征在于，所述换热
管道(1)向下倾斜的坡度为3％。
4.根据权利要求1所述的熔盐/混凝土储热换热器，其特征在于，所述换热
管道(1)为管道式蛇形管道。
5.根据权利要求1所述的熔盐/混凝土储热换热器，其特征在于，还包括保
温层；所述保温层包覆在所述高温混凝土储热体(2)的外部。
6.根据权利要求5所述的熔盐/混凝土储热换热器，其特征在于，所述保温
层的材料为高温硅酸铝和玻璃纤维形成的复合层材料。
7.根据权利要求1所述的熔盐/混凝土储热换热器，其特征在于，还包括：
第1温度测点(7)和第2温度测点(8)；所述第1温度测点(7)设置于所述
高温混凝土储热体(2)的内部且靠近所述换热管道(1)的进口，用于测量所
述高温混凝土储热体(2)的进口侧温度；
所述第2温度测点(8)设置于所述高温混凝土储热体(2)的内部且靠近
所述换热管道(1)的出口，用于测量所述高温混凝土储热体(2)的出口侧温

\t度。
8.根据权利要求7所述的熔盐/混凝土储热换热器，其特征在于，所述第1
温度测点(7)和所述第2温度测点(8)为热电偶温度测点。
9.一种熔盐/混凝土储热系统，其特征在于，包括至少两个权利要求1-8任
一项所述的熔盐/混凝土储热换热器；其中，各个所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：成斌，孟凡腾，蹇钊，
申请(专利权)人：中广核太阳能开发有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11