在太阳能热发电系统中，由于太阳辐射能不稳定、不连续，使系统输出不稳定、不连续。在系统中采用大型蓄热装置，可使系统输出稳定、连续。这种蓄热装置就是熔融盐储热系统，采用。

光热电站常用的熔融盐是二元混合盐和三元混合盐，二元混合盐采用60% 硝酸钠和40% 硝酸钾混合熔盐液体，三元混合盐采用53%的硝酸钾、7%的硝酸钠和40%的亚硝酸钠。
硝酸熔盐的比热容较大、导热系数较大、常压下熔点温度低(220℃)、常压下气化温度高(600℃)，粘度小，是极好的导热介质，同时它稳定性好、不可燃、无爆炸危险、泄漏蒸汽无毒，既是储热介质也是传热介质。硝酸熔盐是通过熔盐的升温或降温来实现热能的存储，熔盐不发生相变，称为显热储能。

图1是熔融盐储热系统示意图，系统有冷熔盐储罐与热熔盐储罐，称为双罐储热系统。
冷熔盐储罐（约290℃）的液态冷熔盐通过循环泵被送往位于集热场的吸热器，在吸热器中被太阳辐射加热到565℃后流回热熔盐储罐，热熔融盐被熔盐泵抽出进入热交换器、生产高压过热蒸汽，放热后的熔融盐回到冷熔盐储罐，继续循环。生成的高压过热蒸推动汽轮发电机组发电、

熔盐罐的罐体主要由罐顶、罐壁、罐底、罐体保温层等组成。

熔盐温度高又有腐蚀性，熔盐罐内衬必须耐高温、耐腐蚀、有足够的机械强度，内衬（内壁）采用奥氏体不锈钢板制造，图2是结构示意图。在不锈钢内衬外周与底面砌有隔热耐火砖，在隔热耐火砖外通常还有碳钢板的外壁，包括罐底与罐顶。在不锈钢内衬顶面铺有轻质的保温材料硅酸铝棉毡。在罐体下面是混凝土基础，由于混凝土导热系数较高，为防止罐底散失热量，在罐底设置保温层，主要由泡沫玻璃与沙粒组成。

熔盐罐按施工顺序要先打好混凝土基础，砌一圈耐火砖作为熔盐罐承重基础，在内铺上一层泡沫玻璃，再铺一层沙粒，基础保温就做好了。罐体外壳用切割好的碳钢板拼接而成，先将罐底板焊接好，再焊好一圈的罐壁板。在罐顶架设钢结构网架（图中未表示，上方铺设罐顶隔板，下面吊不锈钢顶面板）。在罐壁内沿与罐底砌一层隔热耐火砖。不锈钢内衬包括底面、壁面、顶面，由切割好的奥氏体不锈钢板焊接而成。在不锈钢内衬顶面上铺有轻质的硅酸铝棉毡进行保温。在罐顶钢结构网架上铺设罐顶钢板，并焊接。

大型熔盐罐直径达40m，内存万吨熔盐，要求罐底有更强的承载力，可铺设陶粒进行隔热，陶粒有较强的承载力，隔热效果也好，用陶粒代替泡沫玻璃，使罐底隔热层能直接承受罐底的压力。

低温熔融盐罐的罐壁与罐低铺设的隔热耐火砖层可薄一些，罐底基础隔热层也可薄一些。内衬可由碳钢板焊成，内涂高温防腐涂料，例如有机硅耐热涂料。

采用耐酸耐温砖做罐体内衬，不使用不锈钢做内衬可降低建设成本，图3是结构示意图。

熔盐罐下方是混凝土基础，一圈耐火砖是熔盐罐承重基础，在下层铺设陶粒，陶粒强度高，又隔热，再铺一层沙粒，压实压紧。在隔热基础上铺设罐底钢板并焊接，拼装焊接罐壁钢板。在罐内砌上一层隔热耐火砖，再砌一层耐酸耐温砖。铺架罐顶盖钢板，在顶盖钢板內铺设耐火陶瓷纤维毯进行保温。

熔盐罐结构看似简单，实际建设工程庞大、复杂。单就罐外壳钢板焊接就是个大工程。焊缝长达数千米，两面都要焊，有平焊、横焊、立焊、仰焊，工作量与难度都很大。

熔融盐储罐还有配套设备，图3-2是一个熔盐罐模型，显示了这些设备的布置。有熔盐液输出的熔盐泵，有熔盐输入的布液环管，有熔盐液加热的电加热器，在后面分别有介绍。

除了这些主要设备，熔盐罐内衬，罐底，基础还要安装多个热电偶（温度传感器），还要安装熔盐液的液位检测装置。

图3-1是浙江可胜技术公司在某工程中的熔盐罐，在罐顶旁的平台上安装有熔盐泵，平台下方有熔盐罐的输入管。

在聚光太阳能热发电系统中，熔融盐是主要的传热流体，熔融盐的循环流动靠熔盐泵的输送，系统中有多个熔盐泵，最主要的是熔盐罐使用的熔盐泵。熔盐泵是立式悬吊结构，从熔盐罐顶部插入罐体，其驱动电机与熔盐出口在罐顶上部，泵体在接近罐底的地方，浸在高温熔盐中，故称为高温熔盐液下泵，下面通过一个熔盐泵模型介绍其基本结构与原理。

本熔盐泵属于离心泵，离心泵的做功部件是叶轮，叶轮结构见图2-1。叶轮由前盖板、后盖板、叶片组成，叶片在前盖板与后盖板之间。前盖板中间的大孔是液体的吸入口，前盖板与后盖板之间是液体的流道。

叶轮作高速旋转时，迫使在叶片间的液体旋转，在惯性离心力的作用下，液体自叶轮中心向外周作径向运动被甩出叶轮，新的液体从吸入口进入，不断的补充被叶轮甩出的液体。

本熔盐泵模型是2级泵，有2级叶轮。2个叶轮安装在同一根泵轴上，同步旋转。在叶轮外周有导流壳，也就是泵的外壳，在壳内有内导流体，共同构成泵体，外壳与内导流体之间是液体通道。图2-2是2级熔盐泵泵体结构示意图。

图中红色箭头线代表液体流向，当叶轮旋转时，液体从熔盐泵入口进入1级叶轮吸入口，旋转的叶轮把液体加压甩出。甩出的液体通过1级导流壳与1级内导流体之间的通道进入2级叶轮的吸入口，叶轮把液体加压甩出，甩出的液体通过2级导流壳与2级内导流体之间的通道进入扬水管输出。

热熔盐罐的熔盐泵一般为2级或3级。冷熔盐罐的熔盐泵要把熔盐输送到集热塔塔顶，需要多级泵才能输出足够压力，达到所需的扬程。大型塔式光热电站塔高超过200米，至少需5级熔盐泵才能达到所需扬程。

熔盐泵的驱动电机在泵的上部，电机安装在电机座上，电机座的内管直通泵体的扬水管，内管旁是出口管（红色箭头线代表液体流出），内管的上端是轴承座，安装推力轴承，推力轴承是泵的主轴承。泵轴安装在主轴承内，泵轴通过联轴器连接电机，见图2-3.

泵轴的下端安装着叶轮，扬水管连接熔盐泵的上部分与下部分，同时起着整个泵的支撑作用。整个泵通过泵底座安装在熔盐罐顶的法兰上，大型熔盐罐深达20米，扬水管也要有足够长度使泵体接近罐底，要求扬水管有足够高的强度。

每个熔盐罐上至少安装2台熔盐泵，互为备用。

利用支撑管作为扬水管（出水管）的结构形式可实现多泵串联，达到高扬程，这种结构形式称为RY型熔盐泵。图2-4是RY型熔盐泵产品的照片，上图是2级熔盐泵，下图是多级熔盐泵，照片来自网络。

还有一种GY型熔盐泵，见图4-5，照片来自网络。

这种泵较简单，泵体只有一级离心泵，从泵出口接另一根管作为输出管。由于只有一级泵，扬程有限。由于有2根管插入高温熔盐液，两管膨胀不同会产生变形，影响泵的正常运行。GY型熔盐泵已逐渐被RY型熔盐泵取代。

熔盐罐体积庞大，若熔盐输入管在罐内只有一个出口，无法使罐内熔盐温度均匀，况且进入的熔盐液温度随工况变化而变化。在罐内分布多个出口能使罐内温度比较均匀。在罐底设置布盐环管，环管上有多个出口，能使进入罐的液体分布均匀。图5-1是布盐环管的结构示意图。

熔盐输入管从罐顶向下接到一个环形管上，在环形管上分布多个喷嘴，有朝向环外方向的喷嘴，也有朝环内方向的。熔盐液进入环管后，从多个喷嘴进入熔盐罐，保证罐内各点温度比较接近。布盐环管也称为布液环或分配环。

布盐环管也可是多边形，大熔盐罐可布置内外2个环管。

当光热发电系统因某种原因连续长时间停机时，储罐内熔盐因为罐壁的散热损失而温度逐渐降低，当温度低至熔盐结晶温度时，熔盐将开始结晶凝固，导致系统无法再次启动或者可能对罐体、罐内设备造成损伤。为防止熔盐凝固、保证系统稳定性，需要对熔盐罐内熔盐进行加热，通常采用电加热来保持罐内熔盐温度。

电加热采用电加热棒，多个U形电热管组成管束，与接线箱组成电加热棒，在接线箱内有电热管的接线端子，有管束温度测量传感器的信号线端子。图6-1是电加热棒外观图（图片来自网络）。

套管套在电加热棒的电热管束外面，一端开口一端封口。在熔盐罐施工时，将套管预装在熔盐罐的罐壁上，径向安装，封口端在罐内，开口端在罐壁外，开口端有法兰。套管与罐钢内衬必须焊好无泄漏。把电加热棒插入套管，上好法兰的螺栓即可，这样安装将来维修拆卸也方便。图6-2是安装示意图。

某50 MW 塔式太阳能热发电站的熔盐罐直径30 m，高14.5 m，采用电热棒长度6 m，直径300 mm，功率100 kW。8 个电热棒沿径向方向插入储罐中，电热棒与罐底距离0.5 m 。