CN111595181B - 高温空气熔盐换热器 - Google Patents
高温空气熔盐换热器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111595181B CN111595181B CN202010589306.0A CN202010589306A CN111595181B CN 111595181 B CN111595181 B CN 111595181B CN 202010589306 A CN202010589306 A CN 202010589306A CN 111595181 B CN111595181 B CN 111595181B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat exchange
- container
- molten salt
- pipe
- salt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 title claims abstract description 94
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/02—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
- F28D7/024—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of only one medium being helically coiled tubes, the coils having a cylindrical configuration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
- F28F13/12—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation
- F28F13/125—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation by stirring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
本发明涉及高温空气熔盐换热器，具有容器、搅拌器和换热管组；所述容器上设有熔融盐进口和熔融盐出口；所述搅拌器包括驱动搅拌轴的驱动器；所述驱动器固定设置在容器上，搅拌轴伸入容器内部；所述换热管组包括多根换热管，换热管与换热管之间形成可供熔融盐流动的间隙；所述换热管组围设在搅拌轴的外部；换热管组的进口和出口均伸出容器。本发明有效解决了常规换热器中热空气给熔盐加热时，空气侧能量密度低而流量大，熔盐侧进出口温差较大而流量小导致熔盐流速过慢，且熔盐粘度相对高，热量带走慢，导致熔盐侧管壁膜温高易分解的问题。
Description
技术领域
本发明涉及高温余热回收领域，特别涉及高温空气熔盐换热器。
背景技术
熔融盐具有潜热大、储能密度高、过冷度小、热稳定性好，储热及放热温区较宽，成本低等优点。因此被广泛应用于太阳能热利用的储热介质。熔融盐在使用过程中在某些环节需要对其进行升温处理。常规的熔融盐换热装置为列管式换热器(见图8)，其主要是通过换热管内或外的热源(热风、高温导热油等)，对熔融盐进行加热并储存在盐罐中。
由于熔融盐流速是由熔融盐的流量及流通截面大小共同决定的。在流通截面不变的情况下，如果流速过高，熔盐温升很小，需要通过多次换热才能达到升温要求，因此能耗高，而且对于气体热量的利用效率也不高。如果流速过慢，容易造成熔盐膜温过高，从而导致熔融盐分解。
并且，现有的熔盐换热装置往往会设置图8中标注A处的折流板。折流板与管壁之间、折流板与换热管之间往往会形成死料堆积。此处物料在流速较慢的情况下存在凝固的风险。
也正是因为现有熔融盐换热器的缺陷，导致需要通过多次换热才能将熔融盐的温度提升至所需的温度，效率低下，能耗高。
发明内容
本发明的目的是提供一种熔融盐升温快，换热效率高，不易引起熔融盐分解且只需通过一次换热即可达到升温要求的高温空气熔盐换热器。
实现本发明目的的技术方案是：本发明具有容器、搅拌器和换热管组；所述容器上设有熔融盐进口和熔融盐出口；所述搅拌器包括驱动搅拌轴的驱动器；所述驱动器固定设置在容器上，搅拌轴伸入容器内部；所述换热管组包括多根换热管，换热管与换热管之间形成可供熔融盐流动的间隙；所述换热管组围设在搅拌轴的外部；换热管组的进口和出口均伸出容器。
上述换热管呈螺旋状；各螺旋状的换热管为同一螺旋轴线，且螺旋轴线为搅拌轴的旋转轴线。当然，各螺旋状的换热管也可是非同一螺旋轴线，只要满足排布要求即可。
上述换热管组从内之外包括多层换热单元；各换热单元包括多根沿换热管的螺旋轴线圆周分布的换热管。
容器的内部的顶部设有进风集管，容器的外部的底部设有夹套；换热管的进口均与进风集管连接相通；夹套固定套设在容器的底部，且与容器的底部的外壁形成集风腔；所述夹套上设有与集风腔连接相通的出风管；换热管的出口与集风腔连接相通。
作为优化设计，上述进风集管包括多个进风支管；各进风支管排布在一起呈环状；各换热管分别与对应的进风支管连接相通；各进风支管上均设有进风管。
上述容器内还设有进盐管；所述进盐管包括直管；直管位于容器内；直管沿搅拌轴的轴线延伸；直管的上端与容器上的熔融盐进口连接相通；直管的下端为出盐口；直管的出盐口位于容器的内部的底部。其中熔融盐出口可设计为如熔融盐化盐装置的溢流口形式。即低温的熔融盐从容器的底部通入，升温完成的熔融盐从容器的上部的溢流口自动流出。
上述进盐管还包括环形混流管；所述环形混流管设置在容器的内部的底部；直管的出盐口与环形混流管连接相通；所述环形混流管上布设有出盐口。
同时还包括测温管；所述测温管从容器的顶部伸入容器内；测温管沿容器的轴线方向延伸；测温管上从上至下依次设有多个测温传感器。
上述夹套或者容器上设有支座。
本发明具有积极的效果：(1)本发明通过搅拌器能够加快熔融盐的流速，并且增加熔融盐在换热管之间的间隙内流动的速度，从而提升换热效率。
(2)本发明同搅拌器和螺旋状的换热管，最大限度解决了死料的问题，并且有效解决了流速过慢导致熔融盐分解的问题。
(3)本发明中换热管设计成螺旋状，在搅拌器作用下，能够减小熔融盐对换热管的冲击，提高使用寿命。
(4)本发明通过多层换热单元，能够进一步提高升温效率，保证升温效率。特别是本发明只需通过一次换热即可实现升温目的。
(5)本发明通过进风集管能够均匀的将热风通入换热管内，保证换热均匀。
(6)本发明通过进盐管，熔盐从容器底部进入，与热空气进行双向逆流换热，进一步提高换热效率。
(7)本发明通过环形混流管能够进一步提高低温的熔盐喷射至换热管表面，加强换热，从而进一步提升升温效率。
(8)本发明通过测温管能够对容器内不同层的温度进行实时监测，满足可视化要求。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中换热管组与搅拌器的结构示意图；
图3为本发明中换热管组与搅拌器的正视图；
图4为图3的剖视图；
图5为本发明中进风集管的结构示意图；
图6为本发明中换热管的结构示意图；
图7为本发明中换热管的俯视图；
图8为现有熔融盐换热装置的结构示意图。
具体实施方式
(实施例1)
现有熔融盐换热装置为列管式，见图8。现有的熔融换热装置是利用工业中产生的高温尾气等高热气体的热量对熔融盐进行升温，从而即满足熔融盐的升温需求，而且能够充分利用工业尾气中的热量。
由于熔融盐流速是依靠熔融盐的通入速度决定的。如果流速过高，熔融盐与换热管之间的换热效率不高，不仅影响熔融盐的升温效果，而且对于气体热量的利用效率也不高。如果流速过慢，容易造成盐温过高，从而导致熔融盐分解。
并且，现有的熔融盐换热装置往往会设置图8中标注A处的折流板。折流板与管壁之间、折流板与换热管之间往往会形成死料堆积。此处物料在流速较慢的情况下存在凝固的风险。
见图1至图7，本发明具有容器1、搅拌器2和换热管组3；所述容器1上设有熔融盐进口和熔融盐出口11；所述搅拌器2包括驱动搅拌轴21的驱动器22；所述驱动器22固定设置在容器1上，搅拌轴21伸入容器1内部；所述换热管组3从内之外包括多层换热单元；
所述换热单元包括多根换热管31，所述换热管31呈螺旋状；各螺旋状的换热管31为同一螺旋轴线，且螺旋轴线为搅拌轴21的旋转轴线。各换热单元的多根换热管31沿搅拌轴21的旋转轴线圆周分布。换热管31与换热管31之间形成可供熔融盐流动的间隙；所述换热管组3围设在搅拌轴21的外部。
容器1的内部的顶部设有进风集管4，所述进风集管4包括多个进风支管41；各进风支管41排布在一起呈环状；各换热管31的进口分别与对应的进风支管41连接相通；各进风支管41上均设有进风管42。
容器1的外部的底部设有夹套5；夹套5固定套设在容器1的底部，且与容器的底部的外壁形成集风腔51；所述夹套5上设有与集风腔51连接相通的出风管52；换热管31的出口与集风腔51连接相通。
所述容器1内还设有进盐管；所述进盐管包括直管61和环形混流管62；直管61位于容器1内；直管61沿搅拌轴21的轴线延伸；直管61的上端与容器1上的熔融盐进口连接相通；直管61的下端与环形混流管62连接相通，环形混流管62设置在容器1的内部的底部；所述环形混流管62上布设有出盐口。
同时还包括测温管7；所述测温管7从容器1的顶部伸入容器1内；测温管7沿容器1的轴线方向延伸；测温管7上从上至下依次设有多个测温传感器。所述夹套5上设有支座8。
其中熔融盐出口可设计为如熔融盐化盐装置的溢流口形式。即低温的熔融盐从容器的底部通入，升温完成的熔融盐从容器的上部的溢流口自动流出。
本发明的工作过程如下：
低温的熔融盐从进盐管进入容器1内，接随着搅拌器2的工作，熔融盐会加速在换热管组3的间隙内流动形成换热。随着热空气的不断吹入，容器1内熔融盐的温度从下往上越来越高。最上方的熔融盐即为达到升温要求的高温熔融盐，升温完成的熔融盐会从溢流口流出。
(实施例2)
本发明中换热管组包括多层沿搅拌轴的旋转轴线径向分布的换热单元；各换热单元包括多根沿搅拌轴的旋转轴线圆周分布的换热直管；各换热直管的进口与进风集管连接相通，各换热直管的出口与集风腔连接相通。
其他技术特征与实施例1相同。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.高温空气熔盐换热器，其特征在于：具有容器(1)、搅拌器(2)和换热管组(3)；所述容器(1)上设有熔融盐进口和熔融盐出口(11)；所述搅拌器(2)包括驱动搅拌轴(21)的驱动器(22)；所述驱动器(22)固定设置在容器(1)上，搅拌轴(21)伸入容器(1)内部；所述换热管组(3)包括多根换热管(31)，换热管(31)与换热管(31)之间形成可供熔融盐流动的间隙；所述换热管组(3)围设在搅拌轴(21)的外部；换热管组(3)的进口和出口均伸出容器(1)；
所述换热管(31)呈螺旋状；
所述换热管组(3)从内至外包括多层换热单元；各换热单元包括多根沿换热管(31)的螺旋轴线圆周分布的换热管(31)；
容器(1)的内部的顶部设有进风集管(4)，容器(1)的外部的底部设有夹套(5)；换热管(31)的进口均与进风集管(4)连接相通；夹套(5)固定套设在容器(1)的底部，且与容器的底部的外壁形成集风腔(51)；所述夹套(5)上设有与集风腔(51)连接相通的出风管(52)；换热管(31)的出口与集风腔(51)连接相通；
所述容器(1)内还设有进盐管；所述进盐管包括直管(61)；直管(61)位于容器(1)内；直管(61)沿搅拌轴(21)的轴线延伸；直管(61)的上端与容器(1)上的熔融盐进口连接相通；直管(61)的下端为出盐口；直管(61)的出盐口位于容器(1)的内部的底部；
所述进盐管还包括环形混流管(62)；所述环形混流管(62)设置在容器(1)的内部的底部；直管(61)的出盐口与环形混流管(62)连接相通；所述环形混流管(62)上布设有出盐口。
2.根据权利要求1所述的高温空气熔盐换热器，其特征在于：所述进风集管(4)包括多个进风支管(41)；各进风支管(41)排布在一起呈环状；各换热管(31)分别与对应的进风支管(41)连接相通；各进风支管(41)上均设有进风管(42)。
3.根据权利要求1所述的高温空气熔盐换热器，其特征在于：还包括测温管(7)；所述测温管(7)从容器(1)的顶部伸入容器(1)内；测温管(7)沿容器(1)的轴线方向延伸；测温管(7)上从上至下依次设有多个测温传感器。
4.根据权利要求1所述的高温空气熔盐换热器，其特征在于：所述夹套(5)或者容器(1)上设有支座(8)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010589306.0A CN111595181B (zh) | 2020-06-24 | 2020-06-24 | 高温空气熔盐换热器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010589306.0A CN111595181B (zh) | 2020-06-24 | 2020-06-24 | 高温空气熔盐换热器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111595181A CN111595181A (zh) | 2020-08-28 |
| CN111595181B true CN111595181B (zh) | 2024-11-29 |
Family
ID=72184503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010589306.0A Active CN111595181B (zh) | 2020-06-24 | 2020-06-24 | 高温空气熔盐换热器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111595181B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118960450A (zh) * | 2020-09-03 | 2024-11-15 | 苏州市锦翔压力容器制造有限公司 | 一种适用范围广的直通式螺旋板换热装置 |
| CN113186361A (zh) * | 2021-04-19 | 2021-07-30 | 江苏联储能源科技有限公司 | 高炉渣热能回收系统 |
| CN113063174A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-07-02 | 西安热工研究院有限公司 | 一种高效电加热熔盐系统和方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN213273853U (zh) * | 2020-06-24 | 2021-05-25 | 江苏联储能源科技有限公司 | 熔盐换热器 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105605956A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-05-25 | 北京工业大学 | 高温空气与熔融盐高效储热系统 |
| CN105674770A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-06-15 | 中国科学院上海高等研究院 | 一种用于不同温度的熔盐换热的管壳式换热器 |
| CN205939697U (zh) * | 2016-08-09 | 2017-02-08 | 天津滨海储能技术有限公司 | 一种使用罐轴搅拌器的熔盐储能换热装置 |
| EP3406998B1 (en) * | 2017-05-24 | 2020-11-04 | Cockerill Maintenance & Ingenierie S.A. | Heat exchanger for molten salt steam generator in concentrated solar power plant |
-
2020
- 2020-06-24 CN CN202010589306.0A patent/CN111595181B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN213273853U (zh) * | 2020-06-24 | 2021-05-25 | 江苏联储能源科技有限公司 | 熔盐换热器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111595181A (zh) | 2020-08-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111595181B (zh) | 高温空气熔盐换热器 | |
| WO2017107304A1 (zh) | 一种处理高粘物料的熔融混合器 | |
| CN208066329U (zh) | 一种微泡式气液反应器及系统 | |
| CN108072287A (zh) | 一种换热器 | |
| CN101162129B (zh) | 利用裂解气余热的方法及所使用的气-气自换热器 | |
| CN213273853U (zh) | 熔盐换热器 | |
| CN207779174U (zh) | 一种管板式换热器 | |
| SE506894C2 (sv) | Rörvärmeväxlare med dubbelväggig mantel och förfarande och anläggning för tillverkning av kimrök | |
| CN204417393U (zh) | 一种使裂解炭黑快速降温的装置 | |
| CN101975521A (zh) | 直管间壁式换热器 | |
| CN206392030U (zh) | 一种节能反应釜系统 | |
| CN206580558U (zh) | 硫磺制酸中的余热回收装置 | |
| CN215799653U (zh) | 高炉渣热能回收系统 | |
| CN205561606U (zh) | 一种回收利用烟气余热换热装置 | |
| CN210400079U (zh) | 一种蒸汽加热空气的换热器 | |
| CN206430605U (zh) | 内部设有扰流机构的锆换热器 | |
| CN2680666Y (zh) | 氯乙烯悬浮聚合的大型聚合釜 | |
| CN207662235U (zh) | 一种塑料在线烘干机热管余热回收装置 | |
| CN102818461B (zh) | 螺旋套管换热器 | |
| CN205808164U (zh) | 一种螺旋管式换热器 | |
| CN214261561U (zh) | 一种用于多物料加热或冷却的搅拌装置 | |
| CN207407724U (zh) | 顺流式换热器 | |
| CN202430152U (zh) | 蜂窝夹套式终聚釜 | |
| CN102757822B (zh) | 一种固定式承压热灰渣冷却器 | |
| CN215217284U (zh) | 一种可快速换热的节能蒸汽换热器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |