[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)的雙傳熱結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210571196.0
• 申請(qǐng)日: 2012-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103900271A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京兆陽(yáng)光熱技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): F24J2/30
• 分類號(hào): F24J2/30;F24J2/24;F24J2/10;F24J2/46
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于太陽(yáng)能領(lǐng)域的太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)的雙傳熱結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能是比較理想的非化石能源，無(wú)污染，生態(tài)環(huán)境和諧的清潔能源，且取之不盡用之不絕；目前太陽(yáng)能熱利用技術(shù)，特別是太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)日益受到大家的重視，成為解決將來(lái)能源問(wèn)題的重要手段。

太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)中汽輪機(jī)的進(jìn)氣參數(shù)對(duì)汽輪機(jī)的發(fā)電效率具有很大的影響，當(dāng)高溫高壓蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電可以獲得相對(duì)較高的發(fā)電效率，從而提高熱能的利用率，可以減少太陽(yáng)能電廠的建設(shè)成本；較高進(jìn)氣參數(shù)的獲得需要更高的儲(chǔ)熱介質(zhì)熱品位；較高儲(chǔ)熱介質(zhì)熱品位的獲得需要較高的集熱器的出口溫度參數(shù)；導(dǎo)熱油作為太陽(yáng)能電廠的傳熱介質(zhì)已經(jīng)工業(yè)化多年，但受限于導(dǎo)熱油本身的材料穩(wěn)定性能，只能工作在400℃溫度下工作，如此無(wú)法獲得超過(guò)400℃的汽輪機(jī)進(jìn)氣溫度參數(shù)；目前硝酸鹽傳熱介質(zhì)體系可以很好的解決該問(wèn)題，硝酸鹽傳熱介質(zhì)能工作在550℃，在600℃下不發(fā)生分解；如此可以很好的解決汽輪機(jī)進(jìn)口溫度及壓力參數(shù)的問(wèn)題，提高汽輪機(jī)的發(fā)電效率，更加高效的利用太陽(yáng)能；但是不論是導(dǎo)熱油傳熱介質(zhì)系統(tǒng)或者為硝酸鹽傳熱介質(zhì)系統(tǒng)，都需要面臨一個(gè)共同的問(wèn)題，即傳熱介質(zhì)在鏡場(chǎng)退出光線跟蹤后，在低溫下都會(huì)發(fā)生凝固，傳熱介質(zhì)在工作中一旦發(fā)生凝固造成局部塞管，對(duì)系統(tǒng)的安全性將是災(zāi)難性的；傳統(tǒng)的做法是在夜間對(duì)管路內(nèi)的熔鹽保持低速循環(huán)，用熱源對(duì)其加熱保溫,確保不會(huì)凝固,由于一般熔鹽凝固點(diǎn)較高,所以保溫循環(huán)造成的熱損失很大；或者在集熱器或傳輸管道外部增加輔助電加熱系統(tǒng)，而直接電加熱容易造成過(guò)溫,對(duì)系統(tǒng)的安全性來(lái)說(shuō)都是未知數(shù)，且增加的電廠的額外電使用量，電廠的維護(hù)無(wú)疑也是一個(gè)巨大的成本。再者，儲(chǔ)熱罐在退出運(yùn)行時(shí)，例如連續(xù)陰雨天氣或者電站計(jì)劃維修期間，儲(chǔ)熱系統(tǒng)的冷罐或熱罐或相聯(lián)通的管道也有可能發(fā)生凍結(jié)；儲(chǔ)熱罐一旦凍結(jié)，發(fā)電系統(tǒng)完全處于癱瘓中，系統(tǒng)將遭受巨大的損失。

集熱器或儲(chǔ)熱罐現(xiàn)有的伴熱裝置多為電源加熱，加熱功率選擇不當(dāng)時(shí)會(huì)造成過(guò)溫分解，導(dǎo)致傳熱介質(zhì)的性能發(fā)生變化。考慮到CSP發(fā)電系統(tǒng)中都具有蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，且?guī)в袃?chǔ)熱系統(tǒng)，通過(guò)儲(chǔ)熱介質(zhì)換熱，而基本不需用電就可以得到蒸汽，例如油-水蒸氣換熱裝置，鹽-水蒸氣換熱裝置；電站中的輔助鍋爐也能產(chǎn)生特定壓力下的飽和蒸汽或過(guò)熱蒸汽，并且飽和溫度點(diǎn)(相變溫度)可方便控制，經(jīng)濟(jì)方便并且無(wú)過(guò)溫分解風(fēng)險(xiǎn)，避免凝結(jié)鹽超溫熔化引起的性能變化和安全隱患問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種應(yīng)用于太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)的雙傳熱結(jié)構(gòu)，可簡(jiǎn)單有效地解決太陽(yáng)能熱利用過(guò)程中的傳熱介質(zhì)低溫凝固堵塞問(wèn)題，并最大化利用太陽(yáng)能熱量，避免外部加熱運(yùn)營(yíng)模式的安全隱患，減少?gòu)S用電量并降低運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本。

本發(fā)明提供一種應(yīng)用于太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)的雙傳熱結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述雙傳熱結(jié)構(gòu)包括主管道、主傳熱介質(zhì)、輔助管及次傳熱介質(zhì)；所述輔助管布置于主管道內(nèi)部，次傳熱介質(zhì)在輔助管內(nèi)部流動(dòng)，主傳熱介質(zhì)在輔助管外壁與主管道內(nèi)壁形成的空間內(nèi)流動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述的輔助管布置于太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)的集熱系統(tǒng)和運(yùn)輸管道系統(tǒng)中；集熱系統(tǒng)主要包括吸收管，該吸熱管可以等效理解為雙傳熱結(jié)構(gòu)中的主管道；運(yùn)輸管道系統(tǒng)主要包括主干管，該主干管可以等效理解為雙傳熱結(jié)構(gòu)中的主管道；或者理解為集熱系統(tǒng)和運(yùn)輸管道系統(tǒng)是雙傳熱結(jié)構(gòu)的不同的實(shí)施方式（以下全文可以做此類似理解）。?

進(jìn)一步地，所述輔助管布置于太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)中正常吸熱傳熱循環(huán)的全部熱傳輸管道內(nèi)部，所述全部熱傳輸管道包括主傳熱介質(zhì)所有流通管道和儲(chǔ)熱介質(zhì)所有流通管道內(nèi)部。

進(jìn)一步地，所述輔助管布置于太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)的儲(chǔ)熱系統(tǒng)或換熱裝置或膨脹伸縮節(jié)或低壓加熱器或除氧器內(nèi)；在系統(tǒng)連續(xù)正常運(yùn)行情況下，當(dāng)主傳熱介質(zhì)凝固后，流經(jīng)輔助管內(nèi)的次傳熱介質(zhì)例如水，利用儲(chǔ)熱系統(tǒng)或者換熱裝置內(nèi)的熱量，變?yōu)轱柡驼羝蜻^(guò)熱蒸汽后通過(guò)輔助管向主傳熱介質(zhì)放熱，用以融化集熱系統(tǒng)或運(yùn)輸管道的凝固態(tài)主傳熱介質(zhì)；在非正常運(yùn)行情況下，例如系統(tǒng)處于停歇期間后，儲(chǔ)熱系統(tǒng)或者換熱裝置內(nèi)的主傳熱介質(zhì)或儲(chǔ)熱介質(zhì)凝固后，可通過(guò)吸收外部熱源熱量產(chǎn)生飽和蒸汽或過(guò)熱蒸汽，通過(guò)輔助管流通并傳熱至儲(chǔ)熱系統(tǒng)或換熱裝置及集熱系統(tǒng)或運(yùn)輸管道內(nèi)，以融化已凝固的儲(chǔ)熱介質(zhì)或主傳熱介質(zhì)。

進(jìn)一步地，所述輔助管布置于貼近泵體或閥體的位置處；或者連通于泵體或閥體加熱裝置；用以控制熱利用系統(tǒng)中所有泵體或閥門的溫度，使閥門或泵內(nèi)部的主傳熱介質(zhì)在需要時(shí)處于熔化狀態(tài)或者在需要時(shí)凝固降溫放出熱量。