[发明专利]一种板管式熔融盐蓄热部件及其蓄热罐

说明书

本发明提供了一种板管式熔融盐蓄热部件，所述部件包括多个板管，板管包括第一面和第二面，第一面和第二面构成流体空间，其中第一面包括一个第一流体口，第一流体口设置第一面的中心，第二面包括两个第二流体口，两个第二流体口设置在第二面的相对的两个边部，相邻的板管的第一面和第一面相对设置，第二面和第二面相对设置，相邻板管通过相邻板管的第一流体口或者第二流体口形成流体流路。本发明的目的在于提供一种中心扩散型蓄热部件，这种蓄热部件改变常见蓄热部件的流体进第二流体口方式，并增设了挡板改善流体在板管中的均流性，以及布设柱肋改善蓄热部件的换热特性。

技术领域

本发明属于板管技术领域，具体涉及一种导流结构与柱肋相结合的板管式熔融盐蓄热部件。

背景技术

管壳式板管在能源动力、石油化工等工业领域有着十分广泛的应用，板管的强化换热技术对节能降耗具有重要意义。其中被动强化换热技术由于不需要外界高品质能量输入而达到强化换热的目的，是当前重要的研究方向。

平板式板管是目前各类板管中换热效率最高的一种板管，它具有占用空间小，安装拆卸方便的优点。其由冲压成形的凹凸不锈钢板组成，两相邻板片之间的凹凸纹路成180度相对组合，因此板式热交换器两板片之间的凹凸脊线形成了交错的接触点，将接触点以真空焊接方式结合后，就形成了板式热交换器的耐高压交错流通结构，这些交错的流通结构使得板式热交换器内的冷热流体产生强烈紊流而达到高换热效果。

扁平管近些年被广泛应用于汽车空调单元以及住宅或商业空调板管。此种扁平管内部设置多个小的通道，在使用时，换热流体流过扁平管内的多个通道。因为扁平管换热面积大，因此能够大大提高换热效果。

平板式板管被广泛应用于化工、石油、制冷、核能和动力等工业，由于世界性的能源危机，为了降低能耗，工业生产中对板管的需求量也越来越多，对板管的质量要求也越来越高。近几十年来，虽然紧凑式板管(板式、板翅式、压焊板式板管等)、热管式板管、直接接触式板管等得到了迅速的发展，但由于管壳式板管具有高度的可靠性和广泛的适应性，其仍占据产量和用量的统治地位，据相关统计，目前工业装置中管壳式板管的用量仍占全部板管用量的70％左右。

平板式板管结垢后，采取常规的蒸汽清扫、反冲洗等方式对板管进行清洗，生产实践证明，效果不是很好。只能将板管的封头拆卸下来，采用物理清理的方式，但采取该种方式进行清洗，操作复杂、耗时长，人力、物力投资较大，对连续化的工业生产带来极大的困难。

浸没式板管，是间壁式板管种类之一。它结构简单，制造、安装、清洗和维修方便，价格低廉，又特别适用于高压流体的冷却、冷凝，所以现代仍得到广泛应用。这种板管多以金属管子绕成，或制成各种与容器相适应的情况，并沉浸在容器内的液体中。

研究和工程应用都表明，浸没式液冷和热管都各自有着优异的换热性能。除此以外，相变材料由于其吸热放热过程温度平稳，可以使得整个系统达到均温的效果，因而在换热领域得到广泛应用。

近年来，为满足换热需求，已展开对熔融盐蓄热系统的研究，涉及蓄热部件结构、管道布置等诸多方面，发现蓄热部件结构对蓄热系统换热和功耗的影响尤为显著。蓄热部件的换热机构和流道结构可按照设备和热设计功耗进行各种不同的配置，这也是影响蓄热部件换热性能的主要因素。

柱肋：增设肋片有助于增加换热面积，并且可以增强对流场的扰动。通过增加肋片强化换热已被广泛应用于板管中。但此次设计不能单一地考虑换热效果，还应从系统经济性的角度出发，尽量避免增设肋片后出现的压降急剧增大而换热改善效果极小的局面。再考虑流体第一流体口时温度相对更低，所以，在中心高流速区域不布置肋片，以期改善板管压降，在周边低流速区域布置圆柱型肋片，加强扰动并增加换热面积，弥补流体温度升高所导致的换热能力的损失。

导流结构：为避免流体与板管对流换热过程中出现流动死区，借鉴板管中广泛采用的折流板，在板管中布设一些长直型的挡板作为导流结构，在流场某些区域改变流体的流向，以期改善流体在板管中的流场分布。