[發明專利]一種無循環閥門的塔式太陽能熱發電熔融鹽吸熱器、熔融鹽系統和方法

有效

• 申請號: 201810190342.2
• 申請日: 2018-03-08
• 公開（公告）號: CN108413634B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 王志峰;張強強;李志
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: F24S60/30
• 分類號: F24S60/30;F24S80/20
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 安麗

本發明涉及一種無循環閥門的塔式太陽能熱發電熔融鹽吸熱器、熔融鹽系統和方法，吸熱器包括熔融鹽循環罐(1)、吸熱體(2)等兩件設備，熔融鹽系統包括低溫熔融鹽儲罐(3)、高溫熔融鹽儲罐(4)、吸熱器上鹽管閥門(5)、吸熱器泄鹽管閥門(6)，吸熱體第一防凝閥門(7)，吸熱體第二防凝閥門(8)，鹽水換熱器進鹽閥門(9)，鹽水換熱器(10)，鹽水換熱器進水管路(11)，汽輪機過熱蒸汽管(12)，氣體保護罐(13)和連接管路(14～16)等部分。

技術領域

本發明涉及一種太陽能熱發電吸熱裝置及系統，特別涉及一種無循環閥門的塔式太陽能熱發電熔融鹽吸熱器、熔融鹽系統和方法。

背景技術

吸熱器是在太陽能塔式熱發電技術中承擔光熱轉換的重要設備。塔式熱發電站中，吸熱器通常安裝在吸熱塔的頂部。定日鏡場將太陽直射輻射反射并聚焦到吸熱器上，傳熱流體通過流動換熱將輻射能轉變為熱能。熔融鹽是目前應用最廣泛的傳熱流體之一，被大規模應用于塔式熱發電站中。已有塔式熔鹽吸熱器的吸熱面是由若干個管板組成，每個管板由豎直管道緊密排列而成，熔融鹽在吸熱器中垂直于地面做蛇形流動吸熱，為了方便對管板進行填充和排空，每個管板都安裝有至少一個閥門。這些閥門的數量較多，如果其中有閥門出現故障，將導致熔融鹽吸熱器出現凍堵或者損毀等嚴重后果。

目前，尚未發現提出有效的改進措施來取消安裝在傳統吸熱器上的眾多閥門的報道。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的以下缺點：已有吸熱器閥門眾多，安全性和可靠性較低；已有吸熱器結構和流動方式過于復雜；閥門出現問題可能導致吸熱器凍堵或被燒毀的問題；提供一種無循環閥門的塔式太陽能熱發電熔融鹽吸熱器、熔融鹽系統和方法，解決了上述問題。

本發明解決上述問題的方案如下：

本發明的一種無循環閥門的塔式太陽能熱發電熔融鹽吸熱器，包括：熔融鹽循環罐和吸熱體；所述熔融鹽循環罐安裝在吸熱體的上方；所述熔融鹽循環罐和吸熱體組成熔融鹽的循環。

所述循環包括自然對流驅動的循環和強迫循環。

所述熔融鹽循環罐和吸熱體的相對位置依循環的要求發生變化。

所述自然對流驅動的循環實現過程為：熔融鹽循環罐安裝在吸熱體的上方，熔融鹽循環罐中的熔融鹽上部溫度高，下部溫度低，由于溫度不同而產生分層，下部密度較大的熔融鹽依靠重力作用向下流回吸熱體中吸收熱量，吸熱體中熔融鹽的溫度升高，受到浮力自然上升通過連接管路回到熔融鹽循環罐中，形成了吸熱體與熔融鹽循環罐之間的自然對流驅動的循環。

所述強迫循環實現過程為：熔融鹽循環罐安裝在吸熱體的下方，熔融鹽循環罐中的熔融鹽通過熔鹽泵等給流體增壓的機械設備輸送到吸熱體中吸收熱量，吸熱體頂部的熔融鹽再通過連接管路流回到熔融鹽循環罐中，形成了吸熱體與熔融鹽循環罐之間的強迫循環。

本發明的一種無循環閥門的塔式太陽能熱發電熔融鹽系統，包括：熔融鹽循環罐和吸熱體、低溫熔融鹽儲罐、高溫熔融鹽儲罐、吸熱器上鹽管閥門、吸熱器泄鹽管閥門，吸熱體第一防凝閥門，吸熱體第二防凝閥門，鹽水換熱器進鹽閥門，鹽水換熱器，鹽水換熱器進水管路，汽輪機過熱蒸汽管和氣體保護罐；熔融鹽循環罐安裝在吸熱的上方；低溫熔融鹽儲罐通過吸熱器上鹽管閥門和連接管路與熔融鹽循環罐連通；高溫熔融鹽儲罐通過連接管路與熔融鹽循環罐連通；低溫熔融鹽儲罐通過吸熱器泄鹽管閥門與吸熱體連通；高溫熔融鹽儲罐通過吸熱體第一防凝閥門和吸熱體第二防凝閥門與吸熱體連通；高溫熔融鹽儲罐通過鹽水換熱器進鹽閥門與鹽水換熱器連通；鹽水換熱器進水管路與鹽水換熱器連通，汽輪機過熱蒸汽管與鹽水換熱器連通；氣體保護罐通過連接管路與熔融鹽循環罐連通。

所述吸熱體第一防凝閥門和吸熱體第二防凝閥門在多云氣象條件下時能夠打開，以防止吸熱器發生凍堵。

本發明的一種無循環閥門的塔式太陽能熱發電熔融鹽方法，實現為：