[發明專利]一種采用熔鹽傳熱儲熱的儲能式太陽能蒸汽鍋爐及其制備蒸汽的方法

在審

• 申請號: 201410464923.2
• 申請日: 2014-09-12
• 公開（公告）號: CN104266158A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 曾智勇;李正坤;聶源;崔小敏;黃貝
• 申請（專利權）人: 深圳市愛能森設備技術有限公司
• 主分類號: F22B1/16
• 分類號: F22B1/16;F22B1/00;F24J2/00;F24J2/34;F24J2/46
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 吳泳歷

技術領域

本發明涉及太陽能利用技術，特別是一種采用熔鹽傳熱儲熱的儲能式太陽能蒸汽鍋爐及制備蒸汽的方法。

背景技術

在太陽能利用技術領域，目前未見到可根據不同環境選擇不能加熱方式，經濟效益好，環保節能，且投入和運行成本低的太陽能蒸汽鍋爐。隨著能源緊缺，如何有效開發利用太陽能，成為認為一直期待解決的問題。

發明內容

本發明根據上述領域存在的空白和需求，本發明提供一種采用熔鹽傳熱儲熱的儲能式太陽能蒸汽鍋爐，能夠在不同的環境下保證持續提供蒸汽，技術方案如下：

一種采用熔鹽傳熱儲熱的儲能式太陽能蒸汽鍋爐，其特征在于：

包括傳熱儲熱介質輸送管，供熱裝置，高溫熔鹽罐、輸出裝置和低溫熔鹽罐；所述傳熱介質輸送管道為可循環回路管道，依次與供熱裝置，高溫熔鹽罐、輸出裝置相接，與所述低溫熔鹽罐內部連通；

所述傳熱介質輸送管道中的傳熱介質以及高溫熔鹽罐中的儲熱介質為復合熔鹽；

所述供熱裝置用于收集太陽能以傳熱介質輸送管道中的傳熱介質；

所述傳熱介質輸送管道上設置有循環泵，所述循環泵用于為所傳熱介質在所述傳熱介質輸送管道道中循環流動提供動力；

所述傳熱介質輸送管道中的傳熱介質依次從供熱裝置中吸收熱量，然后向高溫熔鹽罐、輸出裝置放熱，使得一部分熱量在高溫熔鹽罐中儲存起來，一部分熱量加熱了輸出裝置中流經的水，釋放熱能之后的傳熱介質流到所述低溫熔鹽罐中；低溫熔鹽罐中的傳熱介質在循環泵的動力下流回到所述供熱裝置后開始下一個換熱循環；

所述輸出裝置包括通過所述傳熱介質輸送管道依次相連的蒸汽發生器和預熱器；使用狀態下傳熱介質經蒸汽發生器流出后進入所述預熱器，最后回到供熱裝置或者傳熱介質緩沖容器中；所述蒸汽發生器用于吸收所述傳熱介質攜帶的熱量后將被提供的熱水加熱成水蒸汽并輸出；所述預熱器用于向所述蒸汽發生器提供熱水；所述預熱器預熱熱水的熱量部分或全部來源于流經的傳熱介質中的余熱。

本發明中的蒸汽鍋爐中，供熱裝置用于聚集太陽能作為熱源，節能環保。傳熱裝置吸收的太陽能可根據不同的環境要求，選擇不同的加熱方式。鍋爐中，在供熱裝置的下游設置有一個高溫熔鹽罐，使得光照良好時段收集的熱能可以部分地儲存在高溫熔鹽罐中，一部分循環加熱輸出裝置中待加熱的預熱水以輸出蒸汽，放熱后的傳熱介質回到低溫熔鹽罐中，光照好的時段，低溫熔鹽罐中回收的傳熱介質被泵至供熱裝置位置與所述供熱裝置進行換熱吸熱。光照不好的時段，在循環泵的動力下，高溫熔鹽罐中的儲熱介質被傳送到輸出裝置加熱產生蒸汽。本發明中，采傳熱/儲介質為復合熔鹽，具有導熱系數好，儲熱密度大的熱點，既適合傳熱也適合儲熱，使用溫度高，效率高，能保證在沒有陽光的時候也能持續的輸出蒸汽，經濟效益好，環保節能。

所述供熱裝置選自槽式、塔式、線性菲涅爾式采用太陽能光熱發電聚集太陽能的裝置。

所述供熱裝置至所述高溫熔鹽罐之間的傳熱介質輸送管道上設置有閥門1；

所述低溫熔鹽罐與所述供熱裝置之間的傳熱介質輸送管道近供熱裝置一端設置有閥門2。用于關閉/開啟傳熱介質輸送管道形成的循環回路。

進一步，還設置有一段能避開閥門2，供熱裝置以及閥門1并將所述傳熱介質從所述低溫熔鹽罐直接輸送到與所述高溫熔鹽罐連接的傳熱介質輸送管道中的低溫傳熱介質輸送管道，所述低溫傳熱介質輸送管道上設置有閥門3。在該管道上設置閥門3以便于開啟和關閉。光照良好時關閉閥門3，光照差或夜間開啟閥門3以利用高溫熔鹽罐中的存儲的熱量。

所述傳熱儲熱介質為石英砂復合熔鹽。本發明中優選石英砂復合熔鹽，見專利申請號201310732738.2，201310040070.5,201310040909.5中所記載的石英砂復合熔鹽。具有降低熔鹽使用成本的優點。本領域技術人員也可以采用具有現有技術中報道的具有近似特性的熔鹽作為傳熱儲熱介質。

上述任一鍋爐中，所述預熱器還連接有除氧器。用于除去水中所含的氧，保證給水品質，使鍋爐通流部分及換熱系統的管路和設備免受腐蝕，延長使用壽命。

本發明還依據上述鍋爐，提供一種制備蒸汽的方法，其特征在于，采用如下儲能式太陽能蒸汽鍋爐對預熱水進行加熱并輸出蒸汽；

所述儲能式太陽能蒸汽鍋爐包括傳熱儲熱介質輸送管，供熱裝置，高溫熔鹽罐、輸出裝置和低溫熔鹽罐；所述傳熱介質輸送管道為可循環回路管道，依次與供熱裝置，高溫熔鹽罐、輸出裝置相接，與所述低溫熔鹽罐內部連通；

所述傳熱介質輸送管道中的傳熱介質以及高溫熔鹽罐中的儲熱介質為復合熔鹽；