[發明專利]一種槽式導熱油蒸汽發生系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201910794194.X
• 申請日: 2019-08-27
• 公開（公告）號: CN110425509B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 彭俊;季敏東;鄧碩
• 申請（專利權）人: 東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司
• 主分類號: F22B1/16
• 分類號: F22B1/16;F22B35/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 管高峰

本發明公開了一種槽式導熱油蒸汽發生系統及其控制方法，述蒸汽發生系統包括并聯設置的主蒸汽回路和再熱蒸汽回路，再熱蒸汽回路包括串聯設置的M級再熱器，在主蒸汽回路出口與再熱蒸汽回路中第N?1級再熱器出口之間設置有導熱油匯集管路，導熱油匯集管路將主蒸汽回路出口的導熱油匯集至再熱蒸汽回路中第N?1級再熱器的出口進行導熱油的混合。控制方法為將槽式導熱油蒸汽發生系統中主蒸汽回路出口的導熱油與再熱蒸汽回路中第N?1級再熱器出口的導熱油混合后引入第N級再熱器的入口，混合后的導熱油依次經第N級至第M級再熱器完成熱量交換后送入聚光集熱系統進行再次加熱。本發明有利于避免導熱油熱量的浪費并提高蒸汽發生系統的利用效率。

技術領域

本發明涉及光熱發電的技術領域，更具體地講，涉及一種槽式導熱油蒸汽發生系統及其控制方法

背景技術

槽式技術是目前應用最成熟、可靠性最好、裝機最多的太陽能光熱發電技術。槽式光熱電站一般采用導熱油作為熱介質來加熱給水或導熱蒸汽，帶再熱的槽式導熱油蒸汽發生系統一般由兩個獨立的回路組成：過熱器、蒸發器(含汽水分離器)、預熱器構成主蒸汽回路用以產生帶動汽輪機做功的高溫高壓蒸汽，再熱器構成再熱汽回路用于做功后蒸汽的再加熱、提高循環熱效率。

工作時來自集熱場的熱導熱油分為兩個獨立的支路分別進入主蒸汽回路(依次流經過熱器、蒸發器(含汽水分離器)、預熱器)和再熱蒸汽回路與給水或低壓蒸汽進行熱量交換，換熱后兩個回路的冷導熱油再混合匯總、流回至集熱場加熱，如此循環往復。目前工程化應用的各類導熱油受其物性參數的影響、使用溫度一般在450℃以下，故導熱油槽式光熱電站蒸汽發生系統一般處于中溫區間工作、再熱器回路由于冷熱介質溫度交叉大、傳熱推動力弱，一般需要的換熱面積比較大，受制造難度和經濟性的制約、現在越來越多的項目蒸發系統再熱蒸汽回路都采用M臺(M≥2)串聯的換熱器以滿足換熱需求，如圖1所示。

由于主蒸汽回路和再熱蒸汽回路所產生的蒸汽溫度、壓力、流量等參數不一樣，故兩個獨立回路出口油溫也不一樣(主蒸汽回路的蒸汽壓力遠高于再熱蒸汽回路，受蒸發器處高壓蒸汽飽和相變點溫度的限制、主蒸汽回路出口油溫一般遠高于再熱蒸汽回路出口)。現有蒸發系統是將兩個不同溫度回路出口的導熱油直接混合降溫后送入聚光集熱系統進行再次加熱，這一方面在一定程度上造成了熱導熱油的一部分熱量并沒有在蒸發系統中得到利用而被浪費，另一方面受制于蒸汽參數和換熱器設計的影響、蒸汽發生系統出口導熱油溫度往往會高于聚光集熱系統最佳設計點要求的導熱油溫度。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種熱量利用效率更高的槽式光熱電站蒸汽發生系統及其控制方法。

本發明的一方面提供了一種槽式導熱油蒸汽發生系統，所述蒸汽發生系統包括并聯設置的主蒸汽回路和再熱蒸汽回路，再熱蒸汽回路包括串聯設置的M級再熱器，在主蒸汽回路出口與再熱蒸汽回路中第N-1級再熱器出口之間設置有導熱油匯集管路，所述導熱油匯集管路將主蒸汽回路出口的導熱油匯集至再熱蒸汽回路中第N-1級再熱器的出口進行導熱油的混合，其中，M≥2且2≤N≤M。

根據本發明槽式導熱油蒸汽發生系統的一個實施例，所述主蒸汽回路包括串聯設置的預熱器、蒸發器和過熱器以及控制閥，給水依次流經預熱器、蒸發器和過熱器與導熱油換熱成為過熱蒸汽，其中，所述蒸發器中還包括汽水分離器。

根據本發明槽式導熱油蒸汽發生系統的一個實施例，所述再熱蒸汽回路包括串聯設置的M級再熱器以及控制閥，來自汽輪機的做功后蒸汽依次流經第M級再熱器至第1級再熱器與導熱油換熱成為再熱蒸汽。

根據本發明槽式導熱油蒸汽發生系統的一個實施例，來自聚光集熱系統的導熱油分為兩個支路分別進入主蒸汽回路和再熱蒸汽回路，進入主蒸汽回路中的導熱油依次流經過熱器、蒸發器和預熱器與給水換熱后從主蒸汽回路出口流出，進入再熱蒸汽回路中的導熱油依次流經第1級再熱器至第N-1級再熱器換熱后與來自主蒸汽回路出口的導熱油混合，隨后通過管路依次引入第N級至第M級再熱器完成熱量交換后送入聚光集熱系統進行再次加熱。