一种熔盐电加热系统的制作方法

1.本实用新型涉及化工机械设备技术领域，尤其涉及一种熔盐电加热系统。


背景技术：

2.随着国家双碳目标开始逐步实施，污染严重的火力发电空间将被压缩，风力、光伏等新能源发电产业规模将逐步扩大，以满足电力负荷系统的需求。而风力、光伏等新能源发电的不稳定性使得新能源发电无法实现全时段的电力供给。通过熔盐电加热技术可将不稳定的电能储存起来，在需要的时段再发电，满足全时段电力供给的需求。
3.常规的熔盐电加热多采用电阻式加热方法，目前存在的主要缺点有：安全性差，缺少介质时，易出现干烧现象，电阻丝易超温损坏；寿命短，阻式电热丝需经常更换，价格昂贵。而电极加热是将电极直接插入介质中，利用介质的高电阻特性，直接将电能转化为介质的热能，转换过程中几乎没有能量损失；其缺少介质时可自动断电，不会出现干烧现象，安全性高。但是电极加热要求介质为导体，且电导率较低，而熔盐的电导率较高，采用电极直接加热较为困难。
4.因此，有必要研究一种新型的熔盐电加热系统来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提供了一种熔盐电加热系统，能够实现熔盐的快速、高效加热，减小电加热器的能源损失，显著提高熔盐电加热效率。
6.本实用新型提供一种熔盐电加热系统，所述系统包括用于对电解质溶液加热的电极加热器、用于实现所述电解质溶液和熔盐热量交换的换热器、用于存储加热后熔盐的热盐罐和用于储存待加热熔盐的冷盐罐；
7.所述电极加热器、所述热盐罐和所述冷盐罐均通过管路与所述换热器连通；
8.所述电极加热器内设有用于通电发热的电极以及所述电解质溶液，所述电解质溶液在所述电极加热器和所述换热器之间循环流动。
9.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述电极加热器和所述换热器之间的管路上设有用于为电解质溶液输送提供动力的循环泵。
10.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述冷盐罐内或用于输送待加热熔盐的管路上设有用于为熔盐输送提供动力的冷盐泵。
11.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述电极加热器为罐状，所述罐状的顶部设有电解质溶液出口，所述罐状的底部设有电解质溶液入口；
12.所述电极加热器的电解质溶液出口通过管路与所述换热器的电解质溶液入口连通；
13.所述电极加热器的电解质溶液入口通过管路与所述换热器的电解质溶液出口连通。
14.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述换热器的电解质溶液入口设于所述换热器的顶部，所述换热器的电解质溶液出口设于所述换热器的底部。
15.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述换热器设于所述电极加热器、所述热盐罐和所述冷盐罐的中间位置。
16.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述换热器的底部设有冷熔盐入口，顶部设有热熔盐出口；所述冷熔盐入口通过管路与所述冷盐罐连通，所述热熔盐出口通过管路与所述热盐罐连通。
17.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述电极在所述电极加热器内的设置深度可调。
18.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，与所述电极连接的加热电源满足的条件包括：电压≥6kv。
19.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述电极的供电电压为10kv。
20.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述电解质溶液为电解质水或硅油。
21.与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：将电极加热应用到熔盐加热中，采用先加热电解质溶液，再利用电解质溶液与熔盐热量交换的方式，间接实现电极对熔盐的加热；
22.上述技术方案中的另一个技术方案具有如下优点或有益效果：电极加热熔盐的加热效率高，安全性、可靠性高。
23.当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
25.图1是本实用新型一个实施例提供的熔盐电加热系统的结构示意图。
26.其中，图中：
27.1、电极加热器；2、电解质溶液；3、换热器；4、热盐罐；5、熔盐；6、冷盐罐；7、冷盐泵；8、循环泵。
具体实施方式
28.为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。
29.应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获
得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.本实用新型的熔盐电加热系统，包括电极加热器、电解质溶液、换热器、热盐罐、熔盐、冷盐罐、冷盐泵和循环泵。电解质溶液经过电极加热器被加热，温度升高后导出，进入换热器；同时，低温的熔盐经冷盐泵打入换热器；在换热器内，处于高温度的电解质溶液与低温的熔盐进行热量交换，熔盐被加热升温，后进入热盐罐储存，被冷却的电解质溶液在循环泵的动力作用下回到电极加热器内重新加热，完成循环。至此间接实现熔盐的电加热过程。
31.电极加热器采用中高压供电的供电模式，实现对电解质溶液的加热。
32.本实用新型的熔盐电加热系统中所用的电解质溶液可为电解质水、硅油等。
33.实施例1：
34.如图1所示，为本实用新型的熔盐电加热系统，由电极加热器1、电解质溶液2、换热器3、热盐罐4、熔盐5、冷盐罐6、冷盐泵7和循环泵8组成。
35.电极加热器1包括罐状壳体以及设于壳体内用于实现加热的正负电极。罐状壳体的顶部设有电解质溶液出口，该出口通过管路与换热器3连通，实现高温电解质溶液从电极加热器转移到换热器。罐状壳体的底部设有电解质溶液入口，该入口通过管路与换热器3连通，实现在换热器中冷却的低温电解质溶液返回到电极加热器中重新进行加热。电极纵向位置可调，具体的调节方式可以对电极固定装置进行多位置设置，从而根据需要将电极固定在本次加热工作所需要的固定装置上。固定装置形式多样，可以采用绝缘体支撑卡扣，通过卡接方式对电极进行固定，也可以是其他固定方式，这里不一一赘述。
36.换热器3布置在电极加热器1、热盐罐4以及冷盐罐6的中间，换热器3分别与电极加热器1的电解质溶液进出口、热盐罐4的熔盐入口、冷盐泵7的熔盐出口连接。
37.冷盐泵7安装在冷盐罐6内或熔盐输送管路上，用于将冷盐罐6内的低温熔盐泵送到换热器3内。
38.循环泵8安装在换热器3到电极加热器1过程中的管路上，通电后为电解质溶液的循环提供动力。
39.该实施例中熔盐电加热系统所使用的电解质溶液2为硅油。电加热系统运行时，将10kv的高压电直接接通到电极加热器1的电极上，使作为电解质溶液的硅油中产生电流发热，温度升高，高温硅油通过管路进入换热器3。同时，冷盐泵7提供动力将冷盐罐6内的低温熔盐泵入到换热器3中。在换热器3内，高温硅油和低温的熔盐进行热交换，实现对熔盐5的加热，熔盐5被加热升温后通过输送管路进入热盐罐4储存以及进行后续使用，在换热器3中经热量交换被冷却的电解质溶液2硅油通过管道以及设于管道上的循环泵8回到电极加热器1中继续被加热，实现循环，间接完成熔盐的电加热过程。
40.本实用新型的有益效果如下：
41.1、加热效率高，电极加热以电解质溶液直接作为为导电介质，直接将电能转化为介质的热能，转换过程中几乎没有能量损失，通过换热器将电解质的热量传递给熔盐的过程中，热损失也较小。
42.2、安全性高，以低电导率的电解质作为电极加热的对象，在缺少介质时，电极间的通路即断开，不会发生干烧现象。
43.3、电极加热熔盐，加热电压可采用中高压电，电压通常≥6kv，实现大功率熔盐加热设备时，相比于电阻式加热电压(通常为380/220v)，可大幅减小变压器、配电装置及电缆
成本，更适合大功率的熔盐储热场合。
44.4、启动速度快，且电极寿命通常比电阻丝寿命长，运行可靠性高。
45.5、可通过控制电极与电解质溶液的接触面积(如控制液位高低)来改变锅炉加热功率的大小，这种调节方式属于无极调节，启动迅速，比电阻加热的阶段式功率调节更加稳定。
46.以上对本技术实施例所提供的一种熔盐电加热系统，进行了详细介绍。还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果.
47.在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。在本技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“中”、“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。