[發明專利]一種光熱發電高溫多介質蒸汽發生方法及其系統

無效

• 申請號: 201310023600.5
• 申請日: 2013-01-22
• 公開（公告）號: CN103090349A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 李華;劉平心;何毅;劉國敏;張雷;郭廷偉;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: F22B1/16
• 分類號: F22B1/16;F22D1/00;F22G1/00
• 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

本發明涉及光熱發電領域，尤其涉及光熱發電儲能系統中，一種高溫多介質蒸汽發生方法及其系統。

背景技術

目前國際上應用于光熱發電中的蒸汽發生系統，主要采用油-水換熱方式，導熱油的使用溫度上限為400℃，產生的蒸汽溫度較低，推動蒸汽輪機工作時朗肯循環效率較低，限制了汽輪機的發電效率，且導熱油溫度過高裂解容易引起碳化現象，使用壽命較短；同時導熱油有嚴格的使用規定，系統運行、維護成本較高。

另一方面，常規預熱器的進水溫度較低，熔鹽凝固點較高，若高溫熔鹽與水直接換熱，換熱溫差過大，熔鹽溫度易降到凝固點之下，造成熔鹽局部凝固。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提出一種光熱發電高溫多介質蒸汽發生方法及其系統，既能解決熔鹽與水直接換熱產生蒸汽時因溫差過大引起的凝固問題，又能提高蒸汽溫度，提高發電效率，達到能源最大化利用的效果。

本發明所采用的技術方案為：一種光熱發電高溫多介質蒸汽發生方法，高溫熔鹽介質通過過熱器，與過熱器中的飽和蒸汽換熱降溫后進入換熱器中并與換熱器中的導熱油進行換熱；換熱后的導熱油溫度升高，然后進入蒸發器降溫后進入預熱器并對預熱器中的水進行預熱；預熱過的水通入蒸發器中并與經換熱器換熱后升溫的導熱油發生熱交換產生飽和蒸汽；所述的飽和蒸汽進入過熱器與高溫熔鹽介質換熱產生過熱蒸汽，至此整個蒸汽發生過程完成；所述的過熱蒸汽產生后高溫熔鹽介質溫度降低并且再次進入換熱器中再次進行上述過程的循環。

具體的說，本發明所述的高溫熔鹽介質為硝酸鹽、碳酸鹽、氯化鹽或按比例混合制成二元鹽或三元鹽；并且，所述的高溫熔鹽介質的溫度為200℃-1000℃。

本發明所述的高溫熔鹽介質與換熱器中的導熱油換熱后，高溫熔鹽介質的溫度降低，并從換熱器尾部排出。并且所述的導熱油與預熱器中的水換熱后可再次進入換熱器中循環使用。

同時，本發明還提供了一種光熱發電高溫多介質蒸汽發生系統，包括依次連接的過熱器、蒸發器以及預熱器；所述的過熱器和預熱器之間設置有換熱器；所述的過熱器和換熱器通過管路連接組成熔鹽回路；所述的預熱器、蒸發器和換熱器通過管路連接組成導熱油回路；所述的預熱器、蒸發器和過熱器通過管路連接組成水—蒸汽回路。

本發明所述的預熱器、蒸發器和換熱器組成的導熱油回路上設置有膨脹罐以及油泵，導熱油在油泵的推動下在系統內循環運行，膨脹罐的存在可以很好的保證系統壓力恒定，維持系統穩定運行。

本發明的工作原理及過程為：所述的過熱器與換熱器通過管路相連，形成熔鹽回路，高溫熔鹽經過熱器與蒸汽換熱，經換熱器與導熱油換熱；所述的預熱器、蒸發器以及換熱器依次串聯，形成導熱油回路；所述的預熱器、蒸發器、過熱器通過管路依次串聯，形成水-蒸氣回路，水依次經過預熱器、蒸發器，經導熱油加熱變成飽和蒸汽后進入過熱器，再與高溫熔鹽換熱形成過熱蒸汽。

本發明的有益效果是：在預熱器和過熱器兩者之間設置換熱器，采用熔鹽加熱導熱油、導熱油加熱水產生蒸汽的方式，避免了高溫熔鹽直接與水進行換熱時溫差過大而引起的熔鹽凝固問題；經過過熱器換熱后的熔鹽進入換熱器內與導熱油進行熱交換，熔鹽經過一級換熱后溫度有所降低，與導熱油換熱時不會引起導熱油溫升過高，從而防止油溫過高裂解引起的碳化現象。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的優選實施例的結構示意圖；

圖中：①、過熱器；②、蒸發器；③、預熱器；④、換熱器；⑤、膨脹罐；⑥、油泵；⑦、⑨、⑩、水-蒸汽管路；⑧、熔鹽管路；導熱油管路。

具體實施方式

現在結合附圖和優選實施例對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。

圖1所示的是一種光熱發電高溫多介質蒸汽發生系統，包括熔鹽回路、導熱油回路以及水-蒸汽回路；所述的熔鹽回路由過熱器①和換熱器④組成；所述的過熱器①和換熱器④兩者之間通過管路連通；所述的導熱油回路由預熱器③、蒸發器②和換熱器④組成，所述的預熱器③與蒸發器②之間通過管路連通，所述的預熱器③與換熱器④之間通過管路和管路連通，所述的換熱器④與蒸發器②之間由管路連通；所述的水-蒸汽回路由預熱器③、蒸發器②和過熱器①組成，所述的預熱器③與蒸發器②之間由管路⑩連通，所述的蒸發器②與過熱器①之間由管路⑨連通。

本發明的工作流程為：

熔鹽回路：