[發(fā)明專利]一種熔鹽管道防凍堵裝置及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210359835.0
• 申請日: 2022-04-07
• 公開（公告）號: CN114900911A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾勇;匡敬柱;毛正江;劉豪;徐順塔
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電建集團中南勘測設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: H05B3/56
• 分類號: H05B3/56;H05B3/02;H05B3/06;H05B1/02;F24S60/30;F24S40/70
• 代理公司: 長沙正奇專利事務(wù)所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏

本發(fā)明公開了一種熔鹽管道防凍堵裝置及其控制方法，所述熔鹽管道防凍堵裝置包括主熔鹽管道，還包括輔熔鹽管道若干、溫度監(jiān)控單元，任一所述輔熔鹽管道包括輔管道本體、加熱單元，所述加熱單元用于對所述輔管道本體及所述輔管道本體內(nèi)的熔鹽進行加熱，所述輔管道本體的入口與出口分別通過開關(guān)閥連通所述主熔鹽管道的上游端及下游端，所述加熱單元連接所述溫度監(jiān)控單元，所述溫度監(jiān)控單元用于偵測所述輔管道本體和所述輔管道本體中熔鹽的溫度、并對所述加熱單元進行啟停及加熱功率控制，本發(fā)明實現(xiàn)了熔鹽在主熔鹽管道和輔熔鹽管道之間流動，提高了熔鹽管道系統(tǒng)的運行可靠性，減少由于主熔鹽管道的局部凍堵造成的停運以及運行安全問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高溫熔鹽應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熔鹽管道防凍堵裝置及其控制方法。

背景技術(shù)

太陽能光熱發(fā)電站通常采用二元熔融鹽作為傳熱工質(zhì)，在整套吸熱-儲熱-發(fā)電系統(tǒng)工作時，冷熔鹽儲罐內(nèi)的熔融鹽經(jīng)熔鹽泵被輸送到太陽能集熱器內(nèi)，吸收熱能升溫進入熱熔鹽儲罐中，隨后高溫熔融鹽從熱熔鹽儲罐流進熔鹽蒸汽發(fā)生器，加熱冷水產(chǎn)生過熱蒸汽，驅(qū)動蒸汽渦輪機運行發(fā)電，而熔融鹽溫度降低后流回冷熔鹽儲罐。

光熱電站的熔鹽管道冗長復雜，且在不同的氣候、室外環(huán)境狀態(tài)、運行模式下會產(chǎn)生不同程度的散熱損失，從而帶來潛在的凝固凍結(jié)風險，造成閥門等設(shè)備損害以及整套系統(tǒng)的安全問題。

為了解決這些問題，人們提出了采用蒸汽預熱、空氣加熱、電加熱等多種方法維持主熔鹽管道的溫度在熔鹽凝固點之上，如現(xiàn)有技術(shù)中的一種快速化鹽系統(tǒng)及應(yīng)用其的熔鹽工藝系統(tǒng)、快速化鹽方法(公開號：CN 111068585A)，該方法采用設(shè)置電阻加熱單元對預定管路進行加熱熔化管路內(nèi)的凝固熔鹽，設(shè)置感應(yīng)加熱單元對預定設(shè)備進行加熱熔化設(shè)備內(nèi)的凝固熔鹽，從而達到快速化鹽的目的；用于電熱管道的感應(yīng)加熱器系統(tǒng)(授權(quán)公告號：CN103202096B)提出在管道系統(tǒng)外部安裝感應(yīng)加熱線圈實現(xiàn)對管道的快速加熱；光熱發(fā)電熔鹽儲能傳輸管道的預熱及防凝固方法(公開號：CN 102563280A)提出對熔鹽儲能傳輸管道的預熱采用熱風對傳輸管道進行預熱，防凝固采用電伴熱的方法，該方法對與原有的采用蒸汽加熱相比，投資及運行費用低、故障少、設(shè)備簡單、加熱時間短，能夠在較短的時間內(nèi)達到傳輸管道裝置啟動的溫度；高溫熔鹽傳輸管道的預熱及防凝固用電熱器(公開號：CN106131986A)提出在高溫熔鹽傳輸管道外壁上纏繞電加熱管或沿高溫熔鹽傳輸管道平行敷設(shè)電加熱管來實現(xiàn)熔鹽管道的防凝加熱保溫，能夠在較短的時間內(nèi)達到傳輸管道裝置啟動的溫度，有效的對高溫熔鹽傳輸管道的預熱及防凝固。

但上述技術(shù)方案都是將主熔鹽管道進行電加熱，主要是將伴熱電纜敷設(shè)在熔鹽管道外表面，伴熱電纜的布置方式和形狀隨著管道的形狀以及管道上的設(shè)備相應(yīng)改變，但一方面由于主熔鹽管道很長導致電耗很大，另一方面當主熔鹽管道上局部由于變徑、變向、布置有閥門等輔助設(shè)備造成流阻高、局部熱損失大的情況時，將會出現(xiàn)局部管道內(nèi)熔鹽凍堵的問題，影響整個系統(tǒng)的運行安全，嚴重時可能造成管道損壞開裂、設(shè)備停運等危害，而現(xiàn)有的在管道外部敷設(shè)伴熱電纜的方法無法有效的在線防止和解決這些運行安全問題，因此如何提高熔鹽管道系統(tǒng)的運行可靠性、乃至提高太陽能光熱發(fā)電的經(jīng)濟性和安全性是必須面對的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種熔鹽管道防凍堵裝置，以解決主熔鹽管道發(fā)生凍堵風險時保證熔鹽管道系統(tǒng)的運行可靠性，實現(xiàn)局部管道內(nèi)的熔鹽快速升溫、減少由于局部凍堵造成的停運以及運行安全等問題。

基于上述目的，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下：

一種熔鹽管道防凍堵裝置，包括主熔鹽管道，還包括輔熔鹽管道若干、溫度監(jiān)控單元，任一所述輔熔鹽管道包括輔管道本體、加熱單元，所述加熱單元用于對所述輔管道本體及所述輔管道本體內(nèi)的熔鹽進行加熱，所述輔管道本體的入口與出口分別通過開關(guān)閥連通所述主熔鹽管道的上游端及下游端，所述加熱單元連接所述溫度監(jiān)控單元，所述溫度監(jiān)控單元用于偵測所述輔管道本體和所述輔管道本體中熔鹽的溫度、并對所述加熱單元進行啟停及加熱功率控制。