[實用新型]光熱發電熔鹽儲能系統過熱蒸汽發生裝置

有效

• 申請號: 201120391282.4
• 申請日: 2011-10-14
• 公開（公告）號: CN202267054U
• 公開（公告）日: 2012-06-06
• 發明（設計）人: 張雷;郭廷偉;劉明松;劉平心;劉國敏;何毅;殷建平;田洪增
• 申請（專利權）人: 江蘇太陽寶新能源有限公司
• 主分類號: F22G3/00
• 分類號: F22G3/00;F22G1/16
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 路接洲

技術領域

本實用新型涉及光熱發電領域，尤其是一種光熱發電熔鹽儲能系統過熱蒸汽發生裝置。

背景技術

光、熱能中高溫熱利用技術作為低成本且具有規模化前景的清潔能源技術，是我國國民經濟可持續發展的戰略性新能源技術。光、熱能中高溫熱利用系統主要由聚光系統、吸熱系統、蓄熱系統以及熱利用裝置組成。由于光、熱能具有間歇性和不穩定性，很難滿足工業化大規模連續穩定供能的要求，因此必須發展高效蓄熱技術，才能有效解決太陽能轉換、傳輸與儲存問題。

熔鹽由于具有熱容大、穩定性高、工作溫度范圍廣的顯著優勢，是目前中高溫光、熱能熱利用系統中廣泛采用的傳熱與蓄熱介質。由于蒸汽的輸運和使用方便，目前蒸汽廣泛應用于發電、化工、食品等行業，因此如何把熔鹽蓄熱轉化為蒸汽也就成為太陽能中高溫熱利用的關鍵技術之一。

光、熱能產蒸汽是太陽能規模化利用的重要形式，目前有多種基于玻璃真空管集熱的蒸汽發生器，而基于熔鹽傳熱蓄熱功能的蒸汽發生器有套管式蒸氣發生裝置。熔鹽套管式蒸氣發生裝置使用夾套外壁耐高溫選擇性涂層吸收太陽輻射能，并將吸收熱量傳遞給熔鹽套管內的熔鹽，進一步傳給蛇形內管的水形成蒸汽。在太陽能熱發電等規模化的太陽能中高溫熱利用系統中，熔鹽套管式蒸氣發生裝置存在一些缺陷：(1)由于管壁吸收的熱能遁過套管內熔鹽直接傳給管內水工質，熔鹽主要起傳熱作用，并且由于套管內熔鹽的蓄熱量較少，熔鹽工質與熔鹽槽的蓄熱功能并未得到充分應用；(2)由于套管外太陽能輻射的實時變化，套管內熔鹽內能變化與蒸發過程相耦合，套管系統整個傳熱過程和水蒸汽的參數不易控制；(3)由于蛇形吸熱管本體結構較為復雜，其套管的加工難度大，因此難于規模化利用；(4)系統大多為單級，無法產生過熱蒸汽。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是：提供一種能夠產生高溫過熱蒸汽、安全可靠的光熱發電熔鹽儲能系統過熱蒸汽發生裝置。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種光熱發電熔鹽儲能系統過熱蒸汽發生裝置，包括外層加固罐體以及設置在外層加固罐體內、相互連通的干燥級罐體、飽和蒸汽級罐體和蒸汽發生級罐體3個內置罐體，所述的3個內置罐體與外層加固罐體之間填充有保溫層；所述的3個內置罐體內均設置有螺旋盤管，并且3個內置罐體內的螺旋盤管通過連接管路相連通；所述的蒸汽發生級罐體產生的蒸汽依次經過飽和蒸汽級罐體和蒸汽發生級罐體后轉換為高壓過熱干燥蒸汽通過干燥級罐體頂端設置的蒸汽出口排出外層加固罐體外部。

具體的說，為了能夠高溫蒸汽，本實用新型所述的蒸汽發生級罐體的內腔上端設置有噴淋器，所述的噴淋器的一端通過管路連通設置在外層加固罐體外表面的高溫水進口；噴淋器的上方、下方螺旋盤管設置有高溫霧化濾網；

為了在噴淋的過程中很好的控制高溫水的流量，本實用新型所述的蒸汽發生級罐體的內腔壁上設置有水位控制儀；所述的水位控制儀設置在距離蒸汽發生級罐體底部的三分之一的高度處。

本實用新型所述的蒸汽發生級罐體的下端設置有高溫熔鹽載熱體出口，所述的高溫熔鹽載熱體出口連通蒸汽發生級罐體內腔的螺旋盤管；所述的蒸汽發生級罐體的下端還設置有高溫加熱介質出口。所述的蒸汽發生級罐體與飽和蒸汽級罐體之間的連接通道上設置有配合工作的測壓儀表和高溫高壓控制閥。

再進一步的說，本實用新型所述的干燥級罐體的上端設置有與罐體內腔相通的高溫預熱介質進口；干燥級罐體內的螺旋盤管連通外層加固罐體上端設置的高溫熔鹽載熱體進口，所述的進口上加裝有氮氣進口。

更進一步的說，為了節省空間，本實用新型所述的外層加固罐體以及其內部的3個內置罐體均為立式結構。

同時，本實用新型所述的光熱發電熔鹽儲能系統過熱蒸汽發生裝置的運行方法如下：

1)從干燥級罐體的高溫預熱介質進口向3個內置罐體內通入高溫預熱介質進行預熱；

2)從干燥級罐體的高溫熔鹽載熱體進口通入高溫熔鹽載熱體，載熱體通過螺旋盤管依次提升干燥級罐體、飽和蒸汽級罐體和蒸汽發生級罐體的罐體溫度；

3)通過高溫水通過進口注入高溫水至噴淋器，噴淋器噴灑高溫水向霧化濾網，使高溫熱水形成細小霧氣，并高溫加熱的螺旋盤管充分接觸轉換為高溫蒸汽；

4)當上述高溫蒸汽壓力達到設置的額定值時，高溫高壓調節閥門打開，高溫高壓蒸汽進入飽和蒸汽級罐體，通過進一步加熱使其轉化為飽和蒸汽；

5)飽和蒸汽通過連接通道進入干燥級罐體，進一步轉換為高壓過熱干燥蒸汽，通過蒸汽出口流出。