大型熔鹽儲罐電加熱器導流箱的制作方法

本實用新型涉及一種大型熔鹽儲罐電加熱器導流箱，屬于化工機械領域。

背景技術：

熔鹽儲罐是塔式太陽能聚熱發電項目中的熔鹽儲存設備。分為冷熔鹽罐和熱熔鹽罐，設計溫度分別為400℃和575℃。根據發電能力不同，熔鹽儲罐的容積從幾百立方米到幾千立方米不等，甚至更大。

熔鹽儲罐投用前須預熱至熔鹽融化溫度以上，通常接近300℃，然后才能進熔鹽。熔鹽的密度隨著溫度的升高而降低，熔鹽在儲存過程中，由于散熱等原因，會出現上部熔鹽溫度高于下部的情況，有時溫度差會達到不能接受的程度。

因此，熔鹽儲罐在罐壁上需設置至少兩圈電加熱器(棒)，用于儲罐投用前的預熱和使用過程中熔鹽加熱。各圈電加熱器沿圓周均布，上圈靠近儲罐罐壁高度的中間位置，下圈位于底圈罐壁。

下圈電加熱器位于底圈罐壁。在儲罐投用前的預熱階段，如果電加熱器比較靠近罐底，由于加熱器的輻射作用，在各個加熱器的正下方，罐底板的溫度高于其他區域，造成罐底板溫度不均勻，溫差造成的過大膨脹差將使罐底板焊縫開裂；如果電加熱器距罐底較遠，在電加熱器所在平面之下的氣體升溫緩慢，不僅罐底溫度很長時間達不到投用所需的溫度，而且造成罐壁與罐底的溫差超過允許值。在儲罐運行期間，為滿足熔鹽在最低液位時加熱的要求，要求下圈電加熱器盡量靠近罐底。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是：提供一種大型熔鹽儲罐電加熱器導流箱，既能實現預熱階段，在溫差不超標的前提下，罐底板較快且均勻地升溫，又能滿足熔鹽在最低液位時的加熱要求，使儲罐內不能被加熱的熔鹽體積最小，確保儲罐在預熱和運行期間，各點之間的溫差在安全范圍內。

本實用新型所述的大型熔鹽儲罐電加熱器導流箱，導流箱包括兩側板，兩側板之間豎向分布有支撐板，側板的前后兩端分別設置前端板和后端板，前端板和后端板均固定在兩側板之間，兩側板之間縱向設有一塊水平擋板Ⅰ和兩塊水平擋板Ⅱ，水平擋板Ⅰ位于水平擋板Ⅱ的上方，水平擋板Ⅰ分別與前端板、后端板和支撐板焊接，水平擋板Ⅱ分別與兩側板、前端板、后端板焊接，前端板和支撐板上對應相同中心線設置套管孔。

所述的兩側板下端之間的距離約為套管孔內徑的兩倍，兩側板上端之間的距離為兩側板下端之間距離的一半。

所述的支撐板頂部與側板頂部平齊，支撐板底部與套管孔底部之間的最小距離為50mm。

所述的支撐板在前端板和后端板之間均勻分布。

所述的水平擋板Ⅰ設置為一個，且位于兩側板之間的中間位置，水平擋板Ⅱ設置為兩個，分別固定在兩側板的內壁。

兩塊側板、開孔的前端板、不開孔的后端板組成箱體，箱體內由支撐板分割為幾個相同長度的空間。

安裝時，電加熱器套管穿過前端板和支撐板上的套管孔，導流箱側板前端與儲罐罐壁焊接固定。前端板與側板前端應留有足夠的距離。側板的長度應使導流箱安裝后，電加熱器套管尾端靠近后端板，且在加熱時，電加熱器套管尾端與后端板仍有適當的安全距離。

導流箱的工作原理是：

加熱時，箱體內的氣體或熔鹽溫度升高導致密度下降，產生“煙囪效應”，熱的氣體或熔鹽從箱體上端排出，在“煙囪效應”的作用下，靠近罐底(溫度低)的氣體或熔鹽從箱體下端被吸入箱體，加熱后從箱體上端排出，形成連續的循環加熱過程。設置在電加熱器套管下方的水平擋板Ⅰ和水平擋板Ⅱ，在留出介質通道的同時，阻斷電加熱器對罐底板的直接輻射通道，防止加熱器的正下方罐底板的溫度過高。支撐板將箱體沿長度方向均勻分割為幾個相同長度的空間，削弱箱體內因加熱溫度不均勻產生的返混現象。兩側板的間距約為套管直徑的2倍。間距過大或過小都會弱化“煙囪效應”，影響使用效果。箱體越高，“煙囪效應”越強，電加熱器套管越靠近箱體下端，“煙囪效應”也越強。箱體上端應低于儲罐的最低液位，距離應不小于箱體寬度的2倍。導流箱安裝時，下端應盡量靠近罐底板，建議不小于50mm。電加熱器安裝時，發熱段應位于箱體的前端板與后端板之間。

本實用新型的有益效果是：

利用導流箱內的氣體或熔鹽因加熱溫度升高導致密度下降而產生的“煙囪效應”，強化儲罐內氣體或熔鹽的循環加熱過程，阻斷電加熱器套管直接對罐底板的輻射通道，防止加熱器的正下方罐底板的溫度過高，既可實現預熱階段，在溫差不超標的前提下，罐底板較快且均勻地升溫，又能滿足熔鹽在最低液位時的加熱要求，使儲罐內不能被加熱的熔鹽體積最小，儲罐在預熱和運行期間，確保各點之間的溫差在安全范圍內。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖2是圖1中A-A的截面結構示意圖。

圖3是本實用新型使用狀態的結構示意圖。

圖中：1、側板；2、前端板；3、后端板；4、支撐板；5、水平擋板Ⅰ；6、水平擋板Ⅱ；7、套管孔；8、電加熱器套管；9、罐底板；10、儲罐罐壁。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步描述：

如圖1～圖3所示，本實用新型所述的大型熔鹽儲罐電加熱器導流箱，包括兩側板1，兩側板1之間豎向分布有支撐板4，側板1的前后兩端分別設置前端板2和后端板3，前端板2和后端板3均固定在兩側板1之間，兩側板1之間縱向設有一塊水平擋板Ⅰ5和兩塊水平擋板Ⅱ6，水平擋板Ⅰ5位于水平擋板Ⅱ6的上方，水平擋板Ⅰ5分別與前端板2、后端板3和支撐板4焊接，水平擋板Ⅱ6分別與兩側板1、前端板2、后端板3焊接，前端板2和支撐板4上對應相同中心線設置套管孔7。水平擋板Ⅰ5設置為一個，且位于兩側板之間的中間位置，水平擋板Ⅱ6設置為兩個，分別固定在兩側板的內壁。

安裝時，電加熱器套管8穿過前端板2和支撐板4上的套管孔7，側板1左端與儲罐罐壁10焊接固定。前端板2與側板1左端應留有足夠的距離。側板1的長度應使導流箱安裝后，電加熱器套管8內端靠近后端板3，且在加熱時，電加熱器套管8內端與后端板3仍有適當的安全距離。

加熱時，箱體內的氣體或熔鹽溫度升高導致密度下降，產生“煙囪效應”，熱的氣體或熔鹽從箱體上端排出，在“煙囪效應”的作用下，靠近罐底(溫度低)的氣體或熔鹽從箱體下端被吸入箱體，加熱后從箱體上端排出，形成連續的循環加熱過程。設置在電加熱器套管8下方的水平擋板Ⅰ5和水平擋板Ⅱ6，在留出介質通道的同時，阻斷電加熱器對罐底板9的直接輻射通道，防止加熱器的正下方罐底板9的溫度過高。支撐板4將箱體沿長度方向均勻分割為幾個相同長度的空間，削弱箱體內因加熱溫度不均勻產生的返混現象。兩側板下部的間距約為套管直徑的2倍。間距過大或過小都會弱化“煙囪效應”，影響使用效果。箱體越高，“煙囪效應”越強，電加熱器套管8越靠近箱體下端，“煙囪效應”也越強。箱體上端應低于儲罐的最低液位，距離應不小于箱體寬度的2倍。導流箱安裝時，下端應盡量靠近罐底板9，建議不小于50mm。電加熱器安裝時，發熱段應位于箱體的前端板2與后端板3之間。