光熱發電熔鹽加熱和排放系統的製作方法
2023-05-22 06:03:26
專利名稱：光熱發電熔鹽加熱和排放系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及光熱發電儲能領域，尤其涉及光熱發電儲能系統中，熔鹽加熱和排放系統。
背景技術：
拋物面槽式系統是目前技術最成熟、應用最廣泛的太陽能光熱發電技木。系統主要由太陽能集熱場、蒸汽汽輪機發電裝置和儲能系統組成。在白天，集熱場中的聚光反射槽將太陽光反射聚焦到集熱管上，將管內流動的合成導熱油加熱到約400°C，一部分高溫導熱油被輸送到蒸汽發生器，產生蒸汽驅動傳統的蒸汽汽輪機發電，另一部分高溫導熱油被輸 送到儲能系統的換熱器中，將熱能傳遞給儲能介質-熔鹽，並儲存起來。在夜晚，熔鹽通過換熱器將熱量重新轉移給導熱油，用於發電。在實踐中，為了延長太陽能電站的發電時間、提高發電量、降低發電成本，儲能系統中熔鹽的儲量通常為數萬噸。目前，光熱電站中使用的熔鹽為ニ元硝酸鹽(KN03+NaN03),熔點約為220°C，採用飽和蒸汽加熱方式，蒸汽盤管壁厚很厚，因此在建的ー些大型示範項目中，太陽能電站在投產前，通常採用電加熱的方式融化熔鹽；運行時，熔鹽儲罐採用電伴熱方式加熱。該措施存在造價昂貴、維修困難等問題。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提出一種光熱發電儲能系統熔鹽加熱和排放系統，既能解決熔鹽投產融化、運行期間加熱等問題，同時，解決在系統突發狀況和長時間雨雪天氣期間，換熱器中熔鹽的排放，避免換熱器中熔鹽長時間擱置、結晶、凝固等問題。本發明所採用的技術方案為ー種光熱發電熔鹽加熱和排放系統，包括熔鹽儲罐設備、換熱系統以及熔鹽加熱排放設備，所述的三者之間通過管路形成一個密閉的系統；所述的熔鹽加熱排放設備包括熔鹽槽和熔鹽爐，所述的熔鹽槽和熔鹽爐通過管路連通；所述的熔鹽儲罐設備為ー個或兩個或兩個以上的熔鹽儲罐；多個熔鹽儲罐之間通過管路連接，所述的管路上設置有換熱系統。進ー步的說，本發明所述的熔鹽槽位於整個系統的最低位置，便於熔鹽泵停車吋，傳輸管路和熔鹽爐盤管內液態熔鹽回流至熔鹽槽，熔鹽槽上部設有投料ロ、電加熱器、熔鹽泵以及回流管路；所述的熔鹽槽內部設有多孔隔板，避免固體熔鹽顆粒進入熔鹽泵工作區，造成熔鹽泵損壞；熔鹽槽下部設有外凸封頭，封頭上焊有管路，並設有閥門。為了能夠及時準確的監控熔鹽槽的溫度及液位，本發明所述的熔鹽槽上部還設置有溫度計及液位計；所述的溫度計與液位計的探針伸入熔鹽槽內。具體的說，本發明所述的熔鹽爐為高效多回程立式盤管結構，熔鹽爐頂部設有燃燒器，熔鹽爐內部設有多回程螺旋盤管，熔鹽爐下部入口通過管路與熔鹽槽出口相連，熔鹽爐上部出口通過管路以及三通閥分別與熔鹽儲罐以及熔鹽槽連接。本發明所述的熔鹽儲罐上部分別設有熔鹽泵，泵支線管路通過三通管件和熔鹽傳輸管路、回流支線管路相連，回流支線管路上設有閥門。本發明所述的換熱系統包括多個導熱油/熔鹽換熱器及其支撐支架，相鄰的換熱器通過管路連接在一起；換熱器下部的相連管路上設有三通閥門，並且通過管路與熔鹽槽相連。所述的整個系統的連接管路都具有彎曲度和斜度與水平方向成5-10°的傾斜角度。
本發明的有益效果是電站投產前，粉末狀熔鹽融化階段，採用經過熔鹽爐中加熱的液態熔鹽，回流至熔鹽槽，作為粉末狀熔鹽融化的熱源，加快熔鹽融化進程，減少能耗；投產後，清空換熱器和管路中的液態熔鹽；雨雪天氣，加熱熔鹽，避免凝固，確保光熱發電儲能持續聞效運行。
下面結合附圖和實施例對本發明進ー步說明。圖I是本發明的優選實施例的結構示意圖；圖中1、熔鹽槽；2、投料ロ ;3、攪拌器；4、電加熱器；5、多孔隔板；6、14和18、熔鹽泵；7、15和19、閥門；8、液位計；9、溫度計；10、熔鹽爐；11、燃燒器；12、盤管；13和17、三通閥門；16、換熱器；20、管道；21和22、熔鹽儲罐；23、泵支線管路；24、熔鹽傳輸管路；25、回
流支線管路。
具體實施例方式現在結合附圖和優選實施例對本發明作進ー步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。圖I所示的是ー種光熱發電熔鹽加熱和排放系統，包括熔鹽儲罐設備、換熱系統以及熔鹽加熱排放設備，三者之間通過管路形成一個密閉的系統；熔鹽加熱排放設備包括熔鹽槽和熔鹽爐，熔鹽槽和熔鹽爐通過管路連通；熔鹽儲罐設備為兩個熔鹽儲罐；兩個熔鹽儲罐之間通過管路連接，管路上設置有換熱系統。本發明的工作流程為熔鹽融化過程光熱電站投產前，粉末狀的混合無機鹽由投料ロ 2放入熔鹽槽I內，通過電加熱器4將固體熔鹽加熱融化，開啟攪拌器3，使液體熔鹽溫度分布均勻，並透過多孔隔板5，在熔鹽槽內形成均一液位，觀察溫度計9示值，確保熔鹽溫度高於熔點50°C 80°C。與此同吋，開啟燃燒器11對熔鹽爐10內的空盤管12進行預熱，以防止熔鹽流經冷盤管時發生凝固。盤管12預熱到一定程度之後，開啟熔鹽泵6，將熔鹽送入熔鹽爐10加熱，加熱到指定溫度的部分熔鹽通過三通閥13被輸送到低溫儲罐22，部分熔鹽回流至熔鹽槽1，作為後續投入粉末狀熔鹽的熱源，加快融化進程。待電站所需熔鹽全部加熱融化之後，觀察液位計8示值，接近熔鹽槽I最低液位時，關閉燃燒器11和熔鹽泵6，傳輸管路和熔鹽爐盤管中的液態熔鹽，通過重力作用全部洩回熔鹽系統最低位置的熔鹽槽I中，而後打開閥門7，將積聚在熔鹽槽I中的液態熔鹽，排放出來，經過過濾、凝固、粉碎之後，作為電站後續熔鹽系統的缺量補償。
熔鹽排放過程光熱電站投產後，系統正常運行期間。當儲能系統中的熔鹽與電站的傳熱流體導熱油換熱之後，或遇突發狀況，打開閥門15和19，處於換熱系統兩端的兩個換熱器和管路中的液態熔鹽通過重力作用，分別自洩回相鄰的冷、熱熔鹽儲罐，打開三通閥門17和13，處於換熱系統中部的換熱器組和管路中的液態熔鹽通過重力作用，自洩回熔鹽槽1，而後，開啟燃燒器11，預熱盤管12，開啟熔鹽泵6和閥門13，將熔鹽槽I中的液態熔鹽送回低溫熔鹽儲罐22。觀察液位計8示值，接近熔鹽槽最低液位時，關閉燃燒器11和熔鹽泵6，傳輸管路和熔鹽爐盤管中的液態熔鹽，通過重力作用全部洩回熔鹽系統最低位置的熔鹽槽I中，而後打開閥門7，將積聚在熔鹽槽I中的液態熔鹽，排放出來，經過過濾、凝固、粉碎之後，作為電站後續熔鹽系統的缺量補償。熔鹽加熱過程光熱電站投產後，當遇到長時間的雨雪天氣時，儲罐內的熔鹽，尤其是低溫儲罐內的熔鹽，需要加熱保溫，防止其凝固。關閉閥門19，開啟閥門17和13，啟動熔鹽泵18，將儲罐內的熔鹽輸送到熔鹽槽I中，開啟攪拌器3和電加熱器4，觀察溫度計9的示值，待熔鹽溫度加熱到所需溫度之後，開啟燃燒器11，預熱盤管，而後啟動熔鹽泵6，將液態熔鹽通過注入管道20，送回低溫熔鹽儲罐22。觀察液位計8示值，接近熔鹽槽最低液位時，關閉燃燒器11和熔鹽泵6，傳輸管路和熔鹽爐盤管中的液態熔鹽，通過重力作用全部洩回熔鹽系統最低位置的熔鹽槽I中，而後打開閥門7，將積聚在熔鹽槽I中的液態熔鹽，排放出來，經過過濾、凝固、粉碎之後，作為電站後續熔鹽系統的缺量補償。
以上說明書中描述的只是本發明的具體實施方式
，各種舉例說明不對本發明的實質內容構成限制，所屬技術領域的普通技術人員在閱讀了說明書後可以對以前所述的具體 實施方式做修改或變形，而不背離發明的實質和範圍。
權利要求
1.一種光熱發電熔鹽加熱和排放系統，其特徵在於包括熔鹽儲罐設備、換熱系統以及熔鹽加熱排放設備，所述的三者之間通過管路形成一個密閉的系統；所述的熔鹽加熱排放設備包括熔鹽槽和熔鹽爐，所述的熔鹽槽和熔鹽爐通過管路連通；所述的熔鹽儲罐設備為一個或兩個或兩個以上的熔鹽儲罐；多個熔鹽儲罐之間通過管路連接，所述的管路上設置有換熱系統。
2.如權利要求I所述的光熱發電熔鹽加熱和排放系統，其特徵在於所述的熔鹽槽位於整個系統的最低位置，熔鹽槽上部設有投料口、電加熱器、熔鹽泵以及回流管路；所述的熔鹽槽內部設有多孔隔板；熔鹽槽下部設有外凸封頭，封頭上焊有管路，並設有閥門。
3.如權利要求2所述的光熱發電熔鹽加熱和排放系統，其特徵在於所述的熔鹽槽上部還設置有溫度計及液位計；所述的溫度計與液位計的探針伸入熔鹽槽內。
4.如權利要求I所述的光熱發電熔鹽加熱和排放系統，其特徵在於所述的熔鹽爐為 多回程立式盤管結構，熔鹽爐頂部設有燃燒器，熔鹽爐內部設有多回程螺旋盤管，熔鹽爐下部入口通過管路與熔鹽槽出口相連，熔鹽爐上部出口通過管路以及三通閥分別與熔鹽儲罐以及熔鹽槽連接。
5.如權利要求I所述的光熱發電熔鹽加熱和排放系統，其特徵在於所述的熔鹽儲罐上部分別設有熔鹽泵，泵支線管路通過三通管件和熔鹽傳輸管路、回流支線管路相連，回流支線管路上設有閥門。
6.如權利要求I所述的光熱發電熔鹽加熱和排放系統，其特徵在於所述的換熱系統包括多個導熱油/熔鹽換熱器及其支撐支架，相鄰的換熱器通過管路連接在一起；換熱器下部的相連管路上設有三通閥門，並且通過管路與熔鹽槽相連。
7.如權利要求I所述的光熱發電熔鹽加熱和排放系統，其特徵在於所述的整個系統的連接管路與水平方向成5-10°的傾斜角度。
全文摘要
本發明涉及一種光熱發電熔鹽加熱和排放系統，包括熔鹽儲罐設備、換熱系統以及熔鹽加熱排放設備，所述的三者之間通過管路形成一個密閉的系統；所述的熔鹽加熱排放設備包括熔鹽槽和熔鹽爐，所述的熔鹽槽和熔鹽爐兩者之間通過管路連通；所述的熔鹽儲罐設備為一個或兩個或兩個以上的熔鹽儲罐；多個熔鹽儲罐之間通過管路連接，所述的管路上設置有換熱系統。本發明既能解決熔鹽投產融化、運行期間加熱等問題，同時，解決在系統突發狀況和長時間雨雪天氣期間，換熱器中熔鹽的排放，避免換熱器中熔鹽長時間擱置、結晶、凝固等問題。
文檔編號F24H9/18GK102734929SQ20121021008
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月21日 優先權日2012年6月21日
發明者何毅, 劉國敏, 劉平心, 張雷, 朱雲飛, 殷建平, 田洪增, 郭廷偉 申請人:江蘇太陽寶新能源有限公司