CN109237827A - 一种槽式熔盐光热电站集热场运行系统及运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种槽式熔盐光热电站集热场运行系统及运行方法，运行系统包括冷盐灌、熔盐传输管道和热盐罐，串接在熔盐传输管道上的第一集热器组和第二集热器组，其中，所述的第一集热器组的集热器和第二集热器组的集热器一一相对设置，第一集热器组和第二集热器组的集热器高度均呈阶梯状排布；第一集热器组的熔盐入口端、第一集热器组与第二集热器组之间的熔盐传输管道上、第二集热器组的熔盐出口端，分别设有疏盐管道，疏盐管道上均设有阀门，疏盐管道的末端延伸至疏盐机构内，运行方法可在不同的作业模式下切换，功能多样化。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能热发电技术领域，特别是涉及一种槽式熔盐光热电站集热场运行系统及运行方法。
背景技术
太阳能热发电技术作为新型发电技术，以其无污染、高效、新能源的特点正在国内快速发展。而槽式熔盐光热发电以其独有的槽式集热器、高温熔盐、高集热效率等特点优于其它光热发电技术路线，被越来越多的电站运营商采用。槽式熔盐光热发电的核心技术是对集热场各种运行模式的控制。
现有的槽式熔盐光热电站集热场运行系统在长期不用或出现故障需要排盐时，需要泵出熔盐，费时费力，而且结构设计不尽合理，操控性能差强人意，一种可以解决以上这些问题的槽式熔盐光热电站集热场运行系统及运行方法还有待于进一步研究和开发。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种槽式熔盐光热电站集热场运行系统，便于在不同的运行模式间切换。
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种槽式熔盐光热电站集热场运行方法，可在不同的环境下运行不同的模式。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种槽式熔盐光热电站集热场运行系统，包括冷盐灌、熔盐传输管道和热盐罐，串接在熔盐传输管道上的第一集热器组和第二集热器组，其中，所述的第一集热器组的集热器和第二集热器组的集热器一一相对设置，第一集热器组和第二集热器组的集热器高度均呈阶梯状排布；
第一集热器组的熔盐入口端、第一集热器组与第二集热器组之间的熔盐传输管道上、第二集热器组的熔盐出口端，分别设有疏盐管道，疏盐管道上均设有阀门，疏盐管道的末端延伸至疏盐机构内。
优选的，所述运行系统还包括熔盐回流管道，熔盐回流管道的入口位于热盐罐内、出口位于冷盐灌内，所述熔盐回流管道的入口与设置在热盐罐内的热盐泵的输出端口相连接，所述熔盐回流管道上设有控制阀门。
优选的，所述运行系统还包括熔盐循环管道，所述熔盐循环管道将第二集热器组的熔盐出口与冷盐灌相连通，所述熔盐循环管道的末端和熔盐传输管道的末端分别设有控制阀门，以使得从第二集热器组的熔盐出口输出的熔盐，选择性的进入到冷盐灌或热盐灌内。
优选的，熔盐传输管道的入口端与设置在冷盐灌内的冷盐泵的输出端口相连接，第一集热器组熔盐入口前的熔盐传输管道上设有控制阀门和流量测量模块；第二集热器组的熔盐出口处的熔盐传输管道上设有温度测量模块，温度测量模块与热盐罐之间的熔盐传输管道上设有控制阀门。
优选的，所述熔盐传输管道上设有伴热电缆，冷盐灌内设有第一电加热器，热盐罐内设有第二电加热器。
优选的，所述冷盐灌上设有与其相连通的注盐管道，所述热盐罐上设有输出管道。
优选的，第一集热器组、第二集热器组均包括四个集热器。
一种所述槽式熔盐光热电站集热场运行方法：
当集热场长时间不运行或出现故障需排盐时，使第一集热器组与第二集热器组处于排盐位置，开口呈120°，方向相对，使集热场内的熔盐依靠重力排放到疏盐机构内。
注盐前，需要通过第一电加热器及伴热电缆完成对冷盐灌、熔盐传输管道的预热；通过化盐设施将固态盐熔化后，利用化盐泵通过注盐管道将液态熔盐打入冷盐罐内；
向冷盐罐注盐结束后，第一集热器组与第二集热器组处于安全状态，未集热，启动冷盐泵，向集热场注盐，熔盐通过熔盐传输管道流经第一集热器组与第二集热器组、熔盐循环管道回到冷盐罐。
根据太阳直射辐射值，确定集热场运行模式，通过集热场入口流量，即通过流量计，对冷盐泵进行变频调节。
正常运行时，控制系统控制第一集热器组、第二集热器组进行自动追日聚焦，提高流经集热器的熔盐温度，当位于熔盐传输管道最末端的集热器的出口熔盐温度，大于500℃时，使熔盐进入热盐罐，当温度计的温度大于560℃时，控制位于熔盐传输管道最末端的集热器散焦，30秒后，若温度计的温度低于550℃，再控制位于熔盐传输管道最末端的集热器聚焦，若仍高于550℃，则控制系统发送命令，使全部集热器散焦，使集热场处于散焦模式；
在夜晚时，第一集热器组与第二集热器组开口呈120°，方向相对，处于安全位置，冷盐泵运行，熔盐自熔盐传输管道、熔盐循环管道循环回冷盐灌，由于夜晚无光照，熔盐温度下降，存在热损失，可启动热盐泵，对熔盐进行补热，汇合后进入冷盐灌，提高冷盐灌内的熔盐温度。
优选的，在当遇到大风等极端天气时，即风速大于14m/s，第一集热器组与第二集热器组需处于安全模式位置，开口呈120°，方向相对。
优选的，当冷盐罐内的熔盐液位低于15％时，停止冷盐泵，启动热盐泵，向冷盐灌补盐。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、排盐机构设置合理，可在长期不用或运行出现故障时，快速排盐。
2、可在不同的运行模式间自由切换，满足不同的运行需求。
附图说明
图1所示为本发明的槽式熔盐光热电站集热场运行系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种槽式熔盐光热电站集热场运行系统，包括第一电加热器1、冷盐灌2、熔盐传输管道3、冷盐泵4、注盐管道5、第四阀门6、第一阀门7、流量计8、第一疏盐罐9、第七阀门10、第一疏盐管道11、第一SCA12、第二SCA12、第三SCA14、第四SCA15、排盐坑16、第二疏盐管道17、第二阀门18、第五SCA19、第六SCA20、第七SCA21、第八SCA22、第三疏盐管道23、第八阀门24、温度计25、第二疏盐罐26、熔盐循环管道27、第六阀门28、第三阀门29、熔盐回流管道30、第五阀门31、热盐泵32、热盐罐33、第二电加热器34；
熔盐传输管道3的入口位于冷盐灌2内、出口位于热盐罐33内，冷盐灌2内的熔盐传输管道3上设有冷盐泵4，冷盐灌2上设有注盐管道5，冷盐灌2内设有第一电加热器1；
熔盐回流管道30的入口位于热盐罐33内、出口位于冷盐灌2内，热盐罐33内设有第二电加热器34，沿熔盐流向，熔盐回流管道30上依次设有第五阀门31、第六阀门28、第四阀门6；
熔盐传输管道3上串接有第一集热器组和第二集热器组，第一集热器组和第二集热器组的集热器一一相对设置，第一集热器组包括第一SCA12、第二SCA12、第三SCA14、第四SCA15，第二集热器组包括第五SCA19、第六SCA20、第七SCA21、第八SCA22；第一SCA12、第八SCA22相对设置，第二SCA12、第七SCA21相对设置，第三SCA14、第六SCA20相对设置，第四SCA15、第五SCA19相对设置；
第一集热器组熔盐入口前的熔盐传输管道3上设有第一阀门7，第一阀门7与第一集热器组熔盐入口之间的熔盐传输管道3上设有流量计8，流量计8与第一集热器组熔盐入口之间的熔盐传输管道3上设有第一疏盐管道11，第一疏盐管道11的出口与第一疏盐罐9相连通，第一疏盐管道11上设有第七阀门10；
第一集热器组与第二集热器组之间的熔盐传输管道3上设有第二疏盐管道17，第二疏盐管道17上设有第二阀门18，第二疏盐管道17的出口位于排盐坑16内；
第二集热器组的熔盐出口处的熔盐传输管道3上设有温度计25，第二集热器组的熔盐出口与温度计25之间的熔盐传输管道3上设有第三疏盐管道23，第三疏盐管道23的出口位于第二疏盐罐26内，第三疏盐管道23上设有第八阀门24，温度计25与热盐罐33之间的熔盐传输管道3上设有第三阀门29；
熔盐循环管道27的进口连接在温度计25、第三阀门29之间的熔盐传输管道3上，出口连接在第四阀门6、第六阀门28之间的熔盐回流管道30上。
所述熔盐传输管道3上设有伴热电缆。
本实施例的工作方式：
注盐前，需要通过第一电加热器1及伴热电缆完成对冷盐灌2、熔盐传输管道3的预热；通过化盐设施将固态盐熔化后，利用化盐泵将液态熔盐打入冷盐罐2内。
向冷盐罐注盐结束后，确认第一阀门7、第四阀门6处于开启状态，其它阀门关闭，第一集热器组与第二集热器组处于安全状态，未集热。启动冷盐泵4，向集热场注盐，熔盐通过熔盐传输管道3流经第一集热器组与第二集热器组回到冷盐罐。
根据太阳直射辐射值，确定集热场运行模式。通过集热场入口流量(流量计8)，对冷盐泵4进行变频调节。
正常运行时，控制系统控制第一SCA12、第二SCA12、第三SCA14、第四SCA15、第五SCA19、第六SCA20、第七SCA21、第八SCA22进行自动追日聚焦，提高流经SCA的熔盐温度。当第八SCA22出口熔盐温度大于500℃时，关闭第四阀门6，打开第三阀门29，使熔盐进入热盐罐。当第八SCA22出口温度大于560℃时，控制第八SCA22散焦，30秒后，若第八SCA22出口熔盐温度低于550℃，再控制第八SCA22聚焦，若仍高于550℃，则控制系统发送命令，使第一SCA12、第二SCA12、第三SCA14、第四SCA15、第五SCA19、第六SCA20、第七SCA21同时散焦，使集热场处于散焦模式。
当冷盐罐内的熔盐液位低于15％时，停止冷盐泵4，启动热盐泵32，打开第五阀门31、第六阀门28、第四阀门6，向冷盐灌2补盐。
在夜晚时，第一集热的器组与第二集热器组开口呈120°(集热器与竖直方向的夹角为120°)，方向相对，处于安全位置。冷盐泵4运行，开第一阀门7、第四阀门6，熔盐自熔盐传输管道3、熔盐循环管道27循环回冷盐灌2，由于夜晚无光照，熔盐温度下降，存在热损失，可启动热盐泵32，开第五阀门31、第六阀门28、第四阀门6，同时对第八SCA22出口的熔盐进行补热，汇合后进入冷盐灌2，提高冷盐灌2内的熔盐温度。
当遇到大风等极端天气时，风速大于14m/s，第一集热器组与第二集热器组需处于安全模式位置(开口呈120°，方向相对)。
当集热场长时间不运行或出现故障需排盐时，需停止冷盐泵4和热盐泵32，需使第一集热器组与第二集热器组处于排盐位置(开口呈120°，方向相对)，打开集热场桥段阀门第二阀门18，打开第七阀门10、第八阀门24，使集热场内的熔盐依靠重力排放到第一疏盐罐9、排盐坑16和第二疏盐罐26内。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种槽式熔盐光热电站集热场运行系统，其特征在于：包括冷盐灌、熔盐传输管道、热盐罐和串接在熔盐传输管道上的第一集热器组和第二集热器组，其中，所述的第一集热器组的集热器和第二集热器组的集热器一一相对设置，第一集热器组和第二集热器组的集热器高度均呈阶梯状排布；
第一集热器组的熔盐入口端、第一集热器组与第二集热器组之间的熔盐传输管道上、第二集热器组的熔盐出口端，分别设有疏盐管道，疏盐管道上均设有阀门，疏盐管道的末端延伸至疏盐机构内。
2.如权利要求1所述的一种槽式熔盐光热电站集热场运行系统，其特征在于：所述运行系统还包括熔盐回流管道，熔盐回流管道的入口位于热盐罐内、出口位于冷盐灌内，所述熔盐回流管道的入口与设置在热盐罐内的热盐泵的输出端口相连接，所述熔盐回流管道上设有控制阀门。
3.如权利要求1所述的一种槽式熔盐光热电站集热场运行系统，其特征在于：所述运行系统还包括熔盐循环管道，所述熔盐循环管道将第二集热器组的熔盐出口与冷盐灌相连通，所述熔盐循环管道的末端和熔盐传输管道的末端分别设有控制阀门，以使得从第二集热器组的熔盐出口输出的熔盐，选择性的进入到冷盐灌或热盐灌内。
4.如权利要求1所述的一种槽式熔盐光热电站集热场运行系统，其特征在于：熔盐传输管道的入口端与设置在冷盐灌内的冷盐泵的输出端口相连接，第一集热器组熔盐入口前的熔盐传输管道上设有控制阀门和流量测量模块；第二集热器组的熔盐出口处的熔盐传输管道上设有温度测量模块，温度测量模块与热盐罐之间的熔盐传输管道上设有控制阀门。
5.如权利要求1所述的一种槽式熔盐光热电站集热场运行系统，其特征在于：所述熔盐传输管道上设有伴热电缆，冷盐灌内设有第一电加热器，热盐罐内设有第二电加热器。
6.如权利要求1所述的一种槽式熔盐光热电站集热场运行系统，其特征在于：所述冷盐灌上设有与其相连通的注盐管道，所述热盐罐上设有输出管道。
7.如权利要求1所述的一种槽式熔盐光热电站集热场运行系统，其特征在于：第一集热器组、第二集热器组均包括四个集热器。
8.一种所述槽式熔盐光热电站集热场运行方法，其特征在于：
当集热场长时间不运行或出现故障需排盐时，使第一集热器组与第二集热器组处于排盐位置，开口呈120°，方向相对，使集热场内的熔盐依靠重力排放到疏盐机构内；
注盐前，需要通过第一电加热器及伴热电缆完成对冷盐灌、熔盐传输管道的预热；通过化盐设施将固态盐熔化后，利用化盐泵通过注盐管道将液态熔盐打入冷盐罐内；
向冷盐罐注盐结束后，第一集热器组与第二集热器组处于安全状态，未集热，启动冷盐泵，向集热场注盐，熔盐通过熔盐传输管道流经第一集热器组与第二集热器组、熔盐循环管道回到冷盐罐；
根据太阳直射辐射值，确定集热场运行模式，通过集热场入口流量，即通过流量计，对冷盐泵进行变频调节；
正常运行时，控制系统控制第一集热器组、第二集热器组进行自动追日聚焦，提高流经集热器的熔盐温度，当位于熔盐传输管道最末端的集热器的出口熔盐温度，大于500℃时，使熔盐进入热盐罐，当温度计的温度大于560℃时，控制位于熔盐传输管道最末端的集热器散焦，30秒后，若温度计的温度低于550℃，再控制位于熔盐传输管道最末端的集热器聚焦，若仍高于550℃，则控制系统发送命令，使全部集热器散焦，使集热场处于散焦模式；
在夜晚时，第一集热器组与第二集热器组开口呈120°，方向相对，处于安全位置，冷盐泵运行，熔盐自熔盐传输管道、熔盐循环管道循环回冷盐灌，由于夜晚无光照，熔盐温度下降，存在热损失，可启动热盐泵，对熔盐进行补热，汇合后进入冷盐灌，提高冷盐灌内的熔盐温度。
9.如权利要求8所述的一种所述槽式熔盐光热电站集热场运行方法，其特征在于：在当遇到大风等极端天气时，即风速大于14m/s，第一集热器组与第二集热器组需处于安全模式位置，开口呈120°，方向相对。
10.如权利要求8所述的一种所述槽式熔盐光热电站集热场运行方法，其特征在于：当冷盐罐内的熔盐液位低于15％时，停止冷盐泵，启动热盐泵，向冷盐灌补盐。
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