一種采用熔鹽傳熱儲熱的儲能式太陽能熱水鍋爐及其制備熱水的方法
【專利摘要】本發明“一種采用熔鹽傳熱儲熱的儲能式太陽能熱水鍋爐及其制備熱水的方法”，屬于太陽能利用技術。其特征在于：包括傳熱介質輸送管道，供熱裝置，高溫熔鹽罐、輸出裝置和低溫熔鹽罐；所述傳熱介質輸送管道為可循環回路管道，依次與供熱裝置，高溫熔鹽罐、輸出裝置相接，與所述低溫熔鹽罐內部連通。可根據不同的環境要求，選擇不同的加熱方式，保證在沒有陽光的時候也能持續的供熱水，經濟效益好，環保節能，儲熱材料可以利用本公司發明的石英砂復合熔鹽，降低初期的投資成本。
【專利說明】一種采用熔鹽傳熱儲熱的儲能式太陽能熱水鍋爐及其制備熱水的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及太陽能利用技術，特別是一種采用熔鹽傳熱儲熱的儲能式太陽能熱水鍋爐及制備熱水的方法。
【背景技術】
[0002]在太陽能利用【技術領域】，目前未見到可根據不同環境選擇不能加熱方式，經濟效益好，環保節能，且投入和運行成本低的太陽能熱水鍋爐。隨著能源緊缺，如何有效開發利用太陽能，成為認為一直期待解決的問題。
【發明內容】
[0003]本發明根據上述領域存在的空白和需求，本發明提供一種采用熔鹽傳熱儲熱的儲能式太陽能熱水鍋爐，能夠在不同的環境下保證持續提供熱水，技術方案如下:
[0004]一種采用熔鹽傳熱儲熱的儲能式太陽能熱水鍋爐，其特征在于:
[0005]包括傳熱儲熱介質輸送管，供熱裝置，高溫熔鹽罐、輸出裝置和低溫熔鹽罐；所述傳熱介質輸送管道為可循環回路管道，依次與供熱裝置，高溫熔鹽罐、輸出裝置相接，與所述低溫熔鹽罐內部連通；
[0006]所述傳熱介質輸送管道中的傳熱介質以及高溫熔鹽罐中的儲熱介質為復合熔鹽；
[0007]所述供熱裝置用于收集太陽能以傳熱介質輸送管道中的傳熱介質；
[0008]所述傳熱介質輸送管道上設置有循環泵，所述循環泵用于為所傳熱介質在所述傳熱介質輸送管道道中循環流動提供動力；
[0009]所述傳熱介質輸送管道中的傳熱介質依次從供熱裝置中吸收熱量，然后向高溫熔鹽罐、輸出裝置放熱，使得一部分熱量在高溫熔鹽罐中儲存起來，一部分熱量加熱了輸出裝置中流經的水，釋放熱能之后的傳熱介質流到所述低溫熔鹽罐中；低溫熔鹽罐中的傳熱介質在循環泵的動力下流回到所述供熱裝置或高溫熔鹽罐中后開始下一個換熱循環；
[0010]所述輸出裝置為一個換熱器，所述換熱器用于吸收所述傳熱介質攜帶的熱量將流經的水加熱成熱水并輸出。
[0011]本發明中的熱水鍋爐中，供熱裝置用于聚集太陽能作為熱源，節能環保。傳熱裝置吸收的太陽能可根據不同的環境要求，選擇不同的加熱方式。鍋爐中，在供熱裝置的下游設置有一個高溫熔鹽罐，使得光照良好時段收集的熱能可以部分地儲存在高溫熔鹽罐中，一部分循環加熱輸出裝置中待加熱的水以輸出熱水，放熱后的傳熱介質回到低溫熔鹽罐中，光照好的時段，低溫熔鹽罐中回收的傳熱介質被泵至供熱裝置位置與所述供熱裝置進行換熱吸熱。光照不好的時段，在循環泵的動力下，低溫熔鹽罐中回收的傳熱介質流經高溫熔鹽罐可吸收高溫熔鹽罐中儲熱介質儲存的熱量，并將熱量傳送到輸出裝置。本發明中，采傳熱/儲介質為復合熔鹽，具有導熱系數好，儲熱密度大的熱點，既適合傳熱也適合儲熱，使用溫度高，效率高，能保證在沒有陽光的時候也能持續的輸出熱水，經濟效益好，環保節能。
[0012]所述供熱裝置選自槽式、塔式、線性菲涅爾式采用太陽能光熱發電聚集太陽能的
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[0013]所述供熱裝置至所述高溫熔鹽罐之間的傳熱介質輸送管道上設置有閥門I ;
[0014]所述低溫熔鹽罐與所述供熱裝置之間的傳熱介質輸送管道近供熱裝置一端設置有閥門2。用于關閉/開啟傳熱介質輸送管道形成的循環回路。
[0015]進一步，還設置有一段能避開閥門2，供熱裝置以及閥門I并將所述傳熱介質從所述低溫熔鹽罐直接輸送到與所述高溫熔鹽罐連接的傳熱介質輸送管道中的低溫傳熱介質輸送管道，所述低溫傳熱介質輸送管道上設置有閥門3。本發明中，當光照不好的時候，低溫熔鹽罐中的傳熱儲熱介質需要輸送到高溫熔鹽罐位置的傳熱介質輸送管道中吸收高溫熔鹽罐中的儲存熱量，為了增加傳熱儲熱介質的流動流暢性，避免管道堵塞，優選在低溫熔鹽罐和高溫熔鹽罐之間增設一條低溫傳熱介質輸送管道。并在該管道上設置閥門3以便于開啟和關閉。光照良好時關閉閥門3，光照差或夜間開啟閥門3以利用高溫熔鹽罐中的存儲的熱量。
[0016]所述傳熱儲熱介質為石英砂復合熔鹽。本發明中優選石英砂復合熔鹽，見專利申請號201310732738.2,201310040070.5，201310040909.5中所記載的石英砂復合熔鹽。具有降低熔鹽使用成本的優點。本領域技術人員也可以采用具有現有技術中報道的具有近似特性的熔鹽作為傳熱儲熱介質。
[0017]上述任一方法中，所述換熱器還連接有除氧器。用于除去水中所含的氧，保證給水品質，使鍋爐通流部分及換熱系統的管路和設備免受腐蝕，延長使用壽命。
[0018]本發明還依據上述鍋爐，提供一種制備熱水的方法，其特征在于，采用如下儲能式太陽能熱水鍋爐對水進行加熱并輸出；
[0019]所述儲能式太陽能熱水鍋爐包括傳熱儲熱介質輸送管，供熱裝置，高溫熔鹽罐、輸出裝置和低溫熔鹽罐；所述傳熱介質輸送管道為可循環回路管道，依次與供熱裝置，高溫熔鹽罐、輸出裝置相接，與所述低溫熔鹽罐內部連通；
[0020]所述傳熱介質輸送管道中的傳熱介質以及高溫熔鹽罐中的儲熱介質為復合熔鹽；
[0021]所述供熱裝置用于收集太陽能以傳熱介質輸送管道中的傳熱介質；
[0022]所述傳熱介質輸送管道上設置有循環泵，所述循環泵用于為所傳熱介質在所述傳熱介質輸送管道中循環流動提供動力；
[0023]所述傳熱介質輸送管道中的傳熱介質依次從供熱裝置中吸收熱量，然后向高溫熔鹽罐、輸出裝置放熱，使得一部分熱量在高溫熔鹽罐中儲存起來，一部分熱量加熱了輸出裝置中流經的水，釋放熱能之后的傳熱介質流到所述低溫熔鹽罐中；低溫熔鹽罐中的傳熱介質在循環泵的動力下流回到所述供熱裝置或高溫熔鹽罐中后開始下一個換熱循環；
[0024]所述輸出裝置為一個換熱器，所述換熱器用于吸收所述傳熱介質攜帶的熱量將流經的水加熱成熱水并輸出。
[0025]所述供熱裝置至所述高溫熔鹽罐之間的傳熱介質輸送管道上設置有閥1，在所述低溫熔鹽罐與所述供熱裝置之間的傳熱介質輸送管道近供熱裝置一端設置有閥門2。
[0026]進一步地，根據權利要求3述的采用熔鹽傳熱儲熱的儲能式太陽能熱水鍋爐，其特征在于:還設置有一段能避開閥門2供熱裝置以及閥門I并將所述傳熱介質從所述低溫熔鹽罐直接輸送到與所述高溫熔鹽罐連接的傳熱介質輸送管道中的低溫傳熱介質輸送管道，所述低溫傳熱介質輸送管道上設置有閥門3。
[0027]所述傳熱儲熱介質為石英砂復合熔鹽。
[0028]上述任一方法中，所述換熱器還連接有除氧器。
[0029]綜上，本發明具有以下幾方面的優勢:
[0030]1.本發明采用聚集的太陽能提供的熱量作為熱源，節能環保。可采用三種方式提供熱源:槽式、塔式、線性菲涅爾式太陽能光熱發電方式的鏡場聚集太陽能。可根據不同的環境要求，選擇不同的加熱方式。
[0031]2.本發明利用熔鹽傳熱儲熱，熔鹽使用溫度高，效率高，經濟效益好，環保節能。儲熱材料優選利用本公司發明的復合熔鹽，導熱系數好，儲熱密度大。
[0032]3.本發明利用雙罐進行儲熱，保證在沒有陽光的時候也能持續的供熱水，提高了鍋爐的利用率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]圖1.用于產生熱水的本發明的采用熔鹽傳熱儲熱的儲能式太陽能熱水鍋；
[0034]其中1-傳熱介質輸送管道，2-供熱裝置，3-高溫熔鹽罐，4-輸出裝置，5-低溫熔鹽罐，6-循環泵，7-1閥門1，7-2閥門2，7-3閥門3，8-除氧器，9-低溫傳熱介質輸送管道。
【具體實施方式】
[0035]如圖1所示，本發明提供的一種采用熔鹽傳熱儲熱的儲能式太陽能熱水鍋爐，其特征在于:
[0036]包括傳熱介質輸送道1，供熱裝置2，高溫熔鹽罐3、輸出裝置4和低溫熔鹽罐5 ;所述傳熱介質輸送管道I為可循環回路管道，依次與供熱裝置2，高溫熔鹽罐3、輸出裝置4可換熱地相接，與所述低溫熔鹽罐5內部連通；
[0037]所述傳熱介質輸送管道I中的傳熱介質以及高溫熔鹽罐3中的儲熱介質為復合熔鹽；
[0038]所述供熱裝置2用于收集太陽能以加熱所述傳熱介質輸送管道I中的傳熱介質；
[0039]所述傳熱介質輸送管道I上設置有循環泵6，所述循環泵6用于為所述傳熱介質在所述傳熱介質輸送管道I中循環流動提供動力；
[0040]所述傳熱介質輸送管道I中的傳熱介質依次從供熱裝置2中吸收熱量，然后向高溫熔鹽罐3、輸出裝置4放熱，使得一部分熱量在高溫熔鹽罐3中儲存起來，一部分熱量加熱輸出裝置4中流經的水，釋放熱能之后的傳熱介質流到所述低溫熔鹽罐5中；低溫熔鹽罐5中的傳熱介質在循環泵的動力下流回到所述供熱裝置或高溫熔鹽罐3中開始下一個換熱循環；
[0041]所述輸出裝置4為一個換熱器，所述換熱器用于吸收所述傳熱介質攜帶的熱量將流經的水加熱成熱水并輸出。
[0042]本發明中的熱水鍋爐中，供熱裝置用于聚集太陽能作為熱源，節能環保。傳熱裝置吸收的太陽能可根據不同的環境要求，選擇不同的加熱方式。鍋爐中，在供熱裝置的下游設置有一個高溫熔鹽罐，使得光照良好時段收集的熱能可以部分地儲存在高溫熔鹽罐中，一部分循環加熱輸出裝置中待加熱的水以輸出熱水，放熱后的傳熱儲熱介質回到低溫熔鹽罐中，光照好的時段，低溫熔鹽罐中回收的傳熱儲熱介質被泵至供熱裝置位置與所述供熱裝置進行換熱吸熱。光照不好的時段，在循環泵的動力下，低溫熔鹽罐中回收的傳熱儲熱介質流經高溫熔鹽罐時可吸收高溫熔鹽罐中儲存的熱量，并將熱量傳送大輸出裝置。本發明中，傳熱儲熱介質為熔鹽，具有導熱系數好，儲熱密度大的熱點，既適合傳熱也適合儲熱，使用溫度高，效率高，能保證在沒有陽光的時候也能持續的輸出熱水，經濟效益好，環保節能。
[0043]所述供熱裝置2選自槽式、塔式、線性菲涅爾式采用太陽能光熱發電聚集太陽能的裝置。
[0044]所述供熱裝置2至所述高溫熔鹽罐3之間的傳熱介質輸送管道I上設置有閥門17-1 ;所述低溫熔鹽罐5與所述供熱裝置2之間的傳熱介質輸送管道I近供熱裝置2 —端設置有閥門27-2。閥門用于關閉/開啟傳熱介質輸送管道形成的循環回路。
[0045]進一步，還設置有一段能避開閥門27-2，供熱裝置2以及閥門17_1并將所述傳熱介質從所述低溫熔鹽罐直接輸送到與所述高溫熔鹽罐連接的傳熱介質輸送管道I中的低溫傳熱介質輸送管道9，所述低溫傳熱介質輸送管道9上設置有閥門37-3。本發明中，當光照不好的時候，低溫熔鹽罐中的傳熱儲熱介質需要輸送到高溫熔鹽罐位置的傳熱介質輸送管道中吸收高溫熔鹽罐中的儲存熱量，為了增加傳熱儲熱介質的流動流暢性，避免管道堵塞，優選在低溫熔鹽罐和高溫熔鹽罐之間增設一條低溫傳熱介質輸送管道。并在該管道上設置閥門3以便于開啟和關閉。光照良好時關閉閥門3，光照差或夜間開啟閥門3以利用高溫熔鹽罐中的存儲的熱量。
[0046]所述傳熱/儲熱介質為石英砂復合熔鹽。本發明中優選石英砂復合熔鹽，見專利申請號201310732738.2,201310040070.5，201310040909.5中所記載的石英砂復合熔鹽。具有降低熔鹽使用成本的優點。本領域技術人員也可以采用具有現有技術中報道的具有近似特性的熔鹽作為傳熱儲熱介質。
[0047]上述任一方法中，所述換熱器還連接有除氧器8。用于除去水中所含的氧，保證給水品質，使鍋爐通流部分及換熱系統的管路和設備免受腐蝕，延長使用壽命。
[0048]本發明還依據上述鍋爐，提供一種制備熱水的方法，其特征在于，采用如下儲能式太陽能熱水鍋爐對水進行加熱并輸出；
[0049]所述儲能式太陽能熱水鍋爐包括包括傳熱儲熱介質輸送管，供熱裝置，高溫熔鹽罐、輸出裝置和低溫熔鹽罐；所述傳熱介質輸送管為可循環回路管道，依次與供熱裝置，高溫熔鹽罐、輸出裝置可換熱地相接，與所述低溫熔鹽罐內部連通；
[0050]所述傳熱介質輸送管道中的傳熱介質以及高溫熔鹽罐中的儲熱介質為復合熔鹽；
[0051]所述供熱裝置用于收集太陽能以傳熱介質輸送管道中的傳熱介質；
[0052]所述傳熱介質輸送管道上設置有循環泵，所述循環泵用于為所傳熱介質在所述傳熱介質輸送管道中循環流動提供動力；
[0053]所述傳熱介質輸送管道中的傳熱介質依次從供熱裝置中吸收熱量，然后向高溫熔鹽罐、輸出裝置放熱，使得一部分熱量在高溫熔鹽罐中儲存起來，一部分熱量加熱了輸出裝置中流經的水，釋放熱能之后的傳熱介質流到所述低溫熔鹽罐中；低溫熔鹽罐中的傳熱介質在循環泵的動力下流回到所述供熱裝置后開始下一個換熱循環；所述輸出裝置為一個換熱器，所述換熱器用于吸收所述傳熱介質攜帶的熱量將流經的水加熱成熱水并輸出。
[0054]優選所述供熱裝置選自槽式、塔式、線性菲涅爾式采用太陽能光熱發電聚集太陽能的裝置。
[0055]所述供熱裝置至所述高溫熔鹽罐之間的傳熱介質輸送管道上設置有閥1，在所述低溫熔鹽罐與所述供熱裝置之間的傳熱介質輸送管道近供熱裝置一端設置有閥門2。
[0056]進一步地，根據權利要求3述的采用熔鹽傳熱儲熱的儲能式太陽能熱水鍋爐，其特征在于:還設置有一段能避開閥門2供熱裝置以及閥門I并將所述傳熱儲熱介質從所述低溫熔鹽罐直接輸送到與所述高溫熔鹽罐連接的傳熱介質輸送管道中的低溫傳熱介質輸送管道，所述低溫傳熱介質輸送管道上設置有閥門3。
[0057]所述傳熱儲熱介質為石英砂復合熔鹽。
[0058]上述任一方法中，所述換熱器還連接有除氧器。
[0059]綜上，本發明具有以下幾方面的優勢:
[0060]1.本發明采用聚集的太陽能提供的熱量作為熱源，節能環保。可采用三種方式提供熱源:槽式、塔式、線性菲涅爾式太陽能光熱發電方式的鏡場聚集太陽能。可根據不同的環境要求，選擇不同的加熱方式。
[0061]2.本發明利用熔鹽傳熱儲熱，熔鹽使用溫度高，效率高，經濟效益好，環保節能。儲熱材料優選利用本公司發明的復合熔鹽，導熱系數好，儲熱密度大。
[0062]3.本發明利用雙罐進行儲熱，保證在沒有陽光的時候也能持續的供熱水，提高了鍋爐的利用率。
【權利要求】
1.一種采用熔鹽傳熱儲熱的儲能式太陽能熱水鍋爐，其特征在于: 包括傳熱介質輸送管道，供熱裝置，高溫熔鹽罐、輸出裝置和低溫熔鹽罐；所述傳熱介質輸送管道為可循環回路管道，依次與供熱裝置，高溫熔鹽罐、輸出裝置相接，與所述低溫熔鹽罐內部連通； 所述傳熱介質輸送管道中的傳熱介質以及高溫熔鹽罐中的儲熱介質為復合熔鹽； 所述供熱裝置用于收集太陽能以傳熱介質輸送管道中的傳熱介質； 所述傳熱介質輸送管道上設置有循環泵，所述循環泵用于為所傳熱介質在所述傳熱介質輸送管道中循環流動提供動力； 所述傳熱介質輸送管道中的傳熱介質依次從供熱裝置中吸收熱量，然后向高溫熔鹽罐、輸出裝置放熱，使得一部分熱量在高溫熔鹽罐中儲存起來，一部分熱量加熱了輸出裝置中流經的水，釋放熱能之后的傳熱介質流到所述低溫熔鹽罐中；低溫熔鹽罐中的傳熱介質在循環泵的動力下流回到所述供熱裝置或高溫熔鹽罐中后開始下一個換熱循環； 所述輸出裝置為一個換熱器，所述換熱器用于吸收所述傳熱介質攜帶的熱量將流經的水加熱成熱水并輸出。
2.根據權利要求1所述的采用熔鹽傳熱儲熱的儲能式太陽能熱水鍋爐，其特征在于: 供熱裝置選自槽式、塔式、線性菲涅爾式采用太陽能光熱發電聚集太陽能的裝置。
3.根據權利要求1?2—所述的采用熔鹽傳熱儲熱的儲能式太陽能熱水鍋爐，其特征在于: 所述供熱裝置至所述高溫熔鹽罐之間的傳熱介質輸送管道上設置有閥門1 ;在所述低溫熔鹽罐與所述供熱裝置之間的傳熱介質輸送管道近供熱裝置一端設置有閥門2。
4.根據權利要求3述的采用熔鹽傳熱儲熱的儲能式太陽能熱水鍋爐，其特征在于: 還設置有一段能避開閥門2供熱裝置以及閥門1并將所述傳熱介質從所述低溫熔鹽罐直接輸送到與所述高溫熔鹽罐連接的傳熱介質輸送管道中的低溫傳熱介質輸送管道，所述低溫傳熱介質輸送管道上設置有閥門3。
5.根據權利要求1?4任一所述的采用熔鹽傳熱儲熱的儲能式太陽能熱水鍋爐，其特征在于:所述傳熱/儲熱介質為石英砂復合熔鹽。
6.根據權利要求1?5任一所述的采用熔鹽傳熱儲熱的儲能式太陽能熱水鍋爐，其特征在于:所述換熱器還連接有除氧器。
7.一種制備熱水的方法，其特征在于，采用如下儲能式太陽能熱水鍋爐對水進行加熱并輸出； 所述儲能式太陽能熱水鍋爐包括包括傳熱儲熱介質輸送管，供熱裝置，高溫熔鹽罐、輸出裝置和低溫熔鹽罐；所述傳熱介質輸送管道為可循環回路管道，依次與供熱裝置，高溫熔鹽罐、輸出裝置相接，與所述低溫熔鹽罐內部連通； 所述傳熱介質輸送管道中的傳熱介質以及高溫熔鹽罐中的儲熱介質為復合熔鹽； 所述供熱裝置用于收集太陽能以傳熱介質輸送管道中的傳熱介質； 所述傳熱介質輸送管道上設置有循環泵，所述循環泵用于為所傳熱介質在所述傳熱介質輸送管道中循環流動提供動力； 所述傳熱介質輸送管道中的傳熱介質依次從供熱裝置中吸收熱量，然后向高溫熔鹽罐、輸出裝置放熱，使得一部分熱量在高溫熔鹽罐中儲存起來，一部分熱量加熱了輸出裝置中流經的水，釋放熱能之后的傳熱介質流到所述低溫熔鹽罐中；低溫熔鹽罐中的傳熱介質在循環泵的動力下流回到所述供熱裝置或高溫熔鹽罐3中后開始下一個換熱循環； 所述輸出裝置為一個換熱器，所述換熱器用于吸收所述傳熱介質攜帶的熱量將流經的水加熱成熱水并輸出。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于:所述供熱裝置選自槽式、塔式、線性菲涅爾式采用太陽能光熱發電聚集太陽能的裝置。
9.根據權利要求7或8所述的方法，其特征在于:所述供熱裝置至所述高溫熔鹽罐之間的傳熱介質輸送管道上設置有閥門1 ;在所述低溫熔鹽罐與所述供熱裝置之間的傳熱介質輸送管道近供熱裝置一端設置有閥門2。
10.根據權利要求3述的方法，其特征在于:還設置有一段能避開閥門2供熱裝置以及閥門1并將所述傳熱介質從所述低溫熔鹽罐直接輸送到與所述高溫熔鹽罐連接的傳熱介質輸送管道中的低溫傳熱介質輸送管道，所述低溫傳熱介質輸送管道上設置有閥門3。
11.根據權利要求7?10任一所述的方法，其特征在于:所述傳熱/儲熱介質為石英砂復合熔鹽。
12.根據權利要求6?11任一所述的方法，其特征在于:所述換熱器還連接有除氧器。
【文檔編號】F24J2/46GK104266379SQ201410462229
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2014年5月22日
【發明者】曾智勇, 黃貝, 李正坤, 聶源, 崔小敏 申請人:深圳市愛能森設備技術有限公司