[實用新型]一種槽式真空集熱管直流大電流熔鹽解凍預熱裝置

有效

• 申請號: 201320881682.2
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN203731722U
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 杜春旭;吳玉庭;馬重芳;張業強
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: F24J2/46
• 分類號: F24J2/46;F16L53/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 紀佳

技術領域

本實用新型專利是針對槽式聚光太陽能熱發電系統，用于真空集熱管內熔鹽解凍、預熱的一種裝置。是基于熔融鹽作為槽式太陽能聚光熱發電系統的傳熱工質時的一種啟動預熱、凍堵排除裝置。當熔融鹽在真空集熱管內發生凍堵現象時，可以快速方便的解凍，且不占用集熱管內部空間。可以為熔鹽作為集熱傳熱工質的槽式太陽能熱發電系統提供凍堵排除以及啟動預熱，提高系統的運行效率及安全性能。

背景技術

當前，世界各國加強了對清潔能源技術的研究開發，把太陽能與環境保護緊密結合在一起，使太陽能的開發利用逐步得到重視和加強，特別是對大規模太陽能聚光熱發電的研究與應用。

大規模聚光太陽能熱發電（CSP）技術的主要工作原理是利用光－熱－電轉換，即利用太陽輻射所產生的熱能發電。這些系統中的工作介質，水、油或熔鹽，吸收聚集后的太陽能，溫度升高，直接或通過間壁換熱后產生蒸汽，然后由蒸汽驅動氣輪機帶動發電機發電。

槽式系統是當前CSP技術中的一種，也是目前最為成熟的太陽能熱發電技術，擁有最多的商業運行電廠。目前槽式系統中的傳熱工作介質以合成油為主，合成油價格昂貴、工作上限溫度低，使用壽命短是制約該類系統減少成本、提高效率的瓶頸。以水作為工作介質的系統目前仍在實驗研究階段，主要困難在于直接用水作為傳熱做功工質存在系統水力動力裝置上的復雜性以及蓄熱方面的困難。所以，用熔融鹽作為集熱、傳熱、蓄熱工質已經提上日程，可以解決低成本、高效率、系統裝置簡潔的問題，但是容易發生凍堵的安全問題也顯得尤為重要。

熔融鹽的凍堵問題在系統循環管路中可以通過電伴熱裝置予以解決，但是在槽式系統的應用中，由于使用玻璃-金屬真空集熱管，使得真空集熱管路的熔鹽解凍較為困難，目前一般使用陶瓷電加熱管的裝置解決，即在真空集熱管熔鹽流動腔內，同心布置具有外部電絕緣的電加熱絲，當管內發生凍堵時，給電加熱絲通以交流電，使電加熱絲發熱，然后將熱量傳遞給熔鹽，使其達到熔點溫度解凍。這種裝置雖然行之有效，但是給系統的設計、施工帶來較大的困難，并且電加熱系統布置在管內占據一定空間，減少了集熱工質的容積，一旦損害，維修更換非常困難。

實用新型內容

針對上述現象，本實用新型專利直接利用玻璃-金屬真空集熱管的不銹鋼金屬管壁作為電加熱元件，在整個槽式集熱回路上加上低壓大電流直流電，使金屬管壁升溫，解凍管內凍結的熔融鹽。

本實用新型專利的目的在于提供一種用于槽式太陽能熱發電系統真空集熱管路解凍及預熱的裝置及具體組成結構。解決了槽式系統真空集熱管內熔鹽解凍問題，提供了一種真空集熱管內防熔鹽凍堵的技術手段，同時，由于系統充鹽之前需要對集熱器及其管路進行預熱，以減少管路的熱應力損壞，本實用新型也是真空集熱管路充鹽預熱的技術裝置。該實用新型可以提高系統的安全性、改善系統的性能、同時降低系統維護運行成本。

一種槽式真空集熱管直流大電流熔鹽解凍預熱裝置，其包括：

環路連接管路系統：包括閥門V1，閥門V2，真空集熱器R，用于連接集熱器與支撐機構的陶瓷電絕緣組件C1、陶瓷電絕緣組件C2、陶瓷電絕緣組件C3、陶瓷電絕緣組件C4，膨脹罐A1，限壓閥V3，溫度傳感器T1，溫度傳感器T2，溫度傳感器T3;膨脹罐A1的輸入口與低溫熔融鹽總管連接，膨脹罐A1的輸出口與高溫熔融鹽總管連接，在膨脹罐A1與低溫熔融鹽總管之間、膨脹罐A1與低溫熔融鹽總管之間有真空集熱管R,真空集熱管R的兩端的管路上分別套有陶瓷電絕緣組件C1、陶瓷電絕緣組件C2、陶瓷電絕緣組件C3和陶瓷電絕緣組件C4，與低溫熔融鹽總管和高溫熔融鹽總管連接處分別裝有溫度傳感器T1,閥門V1和溫度傳感器T2、閥門V2。膨脹罐A1的入口處連接有溫度傳感器T2。管路在膨脹罐A1附近以及閥門V1和V2的前端分別設置有接線端。

直接電加熱系統：包括現場變壓器B，備用交流發電機G，用于交直流轉換的AC/DC模塊及控制系統P，所述的溫度傳感器T1，溫度傳感器T2，溫度傳感器T3分別連入到控制系統P的輸入端，控制系統P的輸出端連接到環路連接管路位于膨脹罐端A1處的接線端。現場變壓器B，備用交流發電機G均與控制系統P連接。閥門V1和V2的前端的接線端分別接地。

所述的陶瓷電絕緣組件C1、瓷電絕緣組件C2、陶瓷電絕緣組件C3、陶瓷電絕緣組件C4和連接真空集熱管吸熱器相連，其所用材料除陶瓷材料外，也可采用其它耐高溫電絕緣材料。