[實用新型]用于太陽能熱發(fā)電的熔鹽儲熱及換熱系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320246633.1
• 申請日: 2013-05-09
• 公開（公告）號: CN203258899U
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁路;奚正穩(wěn);李有霞;金珊;聶立
• 申請（專利權(quán)）人: 東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司
• 主分類號: F24J2/34
• 分類號: F24J2/34;F24J2/30;F22B1/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 巫敏;錢成岑

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種用于太陽能熱發(fā)電的熔鹽儲熱及換熱系統(tǒng)，適用于塔式太陽能熱發(fā)電，屬于太陽能熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

采用熔鹽作為傳熱和儲熱工質(zhì)的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)作為大規(guī)模開發(fā)利用太陽能的一項重要技術(shù)，由于其運行溫度高、效率高、成本較低而越來越受到各國的關(guān)注。對于太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)來說，早期的技術(shù)一般采用導(dǎo)熱油、水蒸汽或空氣等作為傳熱工質(zhì)，但水蒸汽和空氣在高溫下存在傳熱系數(shù)低，系統(tǒng)壓力高，導(dǎo)熱油最高使用溫度受到限制等缺點，這很大程度上降低了系統(tǒng)的可靠性，提高了系統(tǒng)的投資。同時，對于太陽能利用來說，由于太陽輻射的波動性和間歇性，使其存在著不可控及不連續(xù)的技術(shù)缺陷，為克服這一缺陷，對于低成本大規(guī)模儲熱技術(shù)的研發(fā)也日益重要。

目前，國內(nèi)外太陽能熱發(fā)電站采用的儲熱介質(zhì)主要包括有熔鹽、導(dǎo)熱油、水蒸汽、混凝土等幾種。其中，對熔鹽而言，由于其自身具備以下優(yōu)勢：①、熔鹽側(cè)基本屬于無壓運行、部件壁厚較薄；②、無相變，熱容大，承受較高熱流密度；③、工質(zhì)參數(shù)較高，提高電站效率；④、系統(tǒng)傳熱、儲熱可共用同一工質(zhì)，簡化系統(tǒng)等；因此，使其在太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

對于熔鹽儲熱及換熱系統(tǒng)，目前多采用的是雙罐式儲熱，儲罐頂部布置有長軸液下泵，換熱系統(tǒng)橫跨于儲罐間的高空鋼結(jié)構(gòu)平臺上，蒸發(fā)器為“釜式U型管-管板”結(jié)構(gòu)等。單就系統(tǒng)本身而言，技術(shù)已十分成熟，且積累了豐富的操作經(jīng)驗，但是仍存在部分問題，比如隨著儲熱時間的延長，儲罐體積必然增大，在滿足其合理設(shè)計的前提下，儲罐深度會隨之增加，如此泵的加工制造難度增大，其單價必然大幅上升，如所需數(shù)量愈多，初始投資愈大；其次，換熱設(shè)備采用較厚的管板結(jié)構(gòu)，受熱應(yīng)力限制較大，無法較好地適應(yīng)太陽能電站的頻繁啟停和負荷變化要求。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于：提供一種用于太陽能熱發(fā)電的熔鹽儲熱及換熱系統(tǒng)，解決現(xiàn)有熔鹽儲熱及換熱系統(tǒng)制造成本高，受熱應(yīng)力限制大，無法較好地適應(yīng)太陽能發(fā)電站使用上要求的技術(shù)問題，從而能有效的解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

本實用新型目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種用于太陽能熱發(fā)電的熔鹽儲熱及換熱系統(tǒng)，包括熔鹽儲熱系統(tǒng)、熔鹽換熱系統(tǒng)、熔鹽排放回收系統(tǒng)，以及與熔鹽儲熱系統(tǒng)相連的太陽能加熱器，所述熔鹽儲熱系統(tǒng)采用雙罐式布置結(jié)構(gòu)，其包括用于儲存低溫熔鹽的低溫儲罐和用于儲存高溫熔鹽的高溫儲罐，在低溫儲罐的底部管道上設(shè)有用于調(diào)節(jié)進入太陽能加熱器熔鹽流量的低溫熔鹽泵，在高溫儲罐的底部設(shè)有用于調(diào)節(jié)進入換熱系統(tǒng)熔鹽流量的高溫熔鹽泵；低溫熔鹽泵和高溫熔鹽泵均采用罐底臥式安裝，且其安裝位置低于地平面；熔鹽換熱系統(tǒng)的設(shè)備采用蛇形換熱管結(jié)構(gòu)，熔鹽換熱系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽發(fā)生設(shè)備采用外置汽包的結(jié)構(gòu)型式。

作為優(yōu)選，低溫儲罐的底部通過低溫熔鹽輸送管道接入太陽能加熱器，太陽能加熱器將升溫后的高溫熔鹽經(jīng)高溫熔鹽輸送管道后送入高溫儲罐內(nèi)的熔鹽分配集箱；高溫儲罐熔鹽經(jīng)高溫熔鹽泵后分別送入再熱器和過熱器，過熱器依次與蒸汽發(fā)生設(shè)備和預(yù)熱器相連后再與再熱器的出口匯合，匯合后通過換熱器出口連接管道接入低溫儲罐。

作為優(yōu)選，所述過熱器、蒸汽發(fā)生設(shè)備和預(yù)熱器三者串聯(lián)，與再熱器并聯(lián)。

作為優(yōu)選，蒸汽發(fā)生設(shè)備包括汽包、蒸發(fā)器、汽水上升管道和分離水下降管道，所述蒸發(fā)器通過汽水上升管道與汽包相連，汽包中設(shè)有二級汽從分離裝置。

作為優(yōu)選，熔鹽排放回收系統(tǒng)的底部設(shè)置有排放罐，排放罐置于地平面以下，預(yù)熱器、蒸汽發(fā)生設(shè)備和過熱器均通過排放連接管道與排放罐相連。

作為優(yōu)選，排放罐中上部設(shè)置有熔鹽液下泵，熔鹽液下泵經(jīng)回收管道和換熱系統(tǒng)出口連接管道后接入低溫熔鹽儲罐。

作為優(yōu)選，在低溫儲罐和高溫儲罐上設(shè)有安全閥。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果：本實用新型用于太陽能熱發(fā)電的熔鹽儲熱及換熱系統(tǒng)，整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化，具備以下優(yōu)點：

1.熔鹽泵采用罐底臥式安裝，避免了采用高成本的長軸液下泵；

2.熔鹽換熱系統(tǒng)就地布置，避免了支撐鋼架及平臺的搭建，既在經(jīng)濟上節(jié)約了較大成本，又便于系統(tǒng)的安裝、運行和維護，具有較大的實用意義和推廣價值；

3.以“蛇形管結(jié)構(gòu)”換熱器取代現(xiàn)有的“U型管-管板結(jié)構(gòu)”換熱器，減小了熱應(yīng)力限制，加快了啟動速度，更適合于太陽能熱發(fā)電站機組的頻繁啟停和變負荷運行需求；

4.蒸汽發(fā)生設(shè)備采用外置汽包結(jié)構(gòu)，較釜式結(jié)構(gòu)攜帶水份要少，蒸汽品質(zhì)更高。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型圖1中蒸汽發(fā)生設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；