CN109489277A - 集热场重力式排盐装置及排盐方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集热场重力式排盐装置，包括依次连通的冷罐、第一槽式集热器、桥段连接管、第二槽式集热器以及热罐，所述的第一槽式集热器设置在第一基底上，所述的第二槽式集热器设置在第二基底上，所述的第一基底和第二基底为分别与水平面保持夹角的斜坡面。采用倾斜设置，在温度相对较低的第一槽式集热器段熔盐流速相对慢，提高该段的温升，而在第二槽式集热器段，熔盐温度本身高，加快其流动，这样能在整体程度上提高熔盐的换热效率，提高整体的集热能力。

Description

集热场重力式排盐装置及排盐方法

技术领域

本发明涉及光热电技术领域，特别是涉及一种集热场重力式排盐装置及排盐方法。

背景技术

现有技术中，采用熔融盐介质的槽式太阳能热发电系统包括两组槽式集热器、盐水换热器、汽轮发电机、冷罐、热罐和排熔融盐系统；槽式集热器由多个独立的子槽式集热器组成，每个子槽式集热器均包括可旋转地设置在基架上的托臂，由托臂定位支撑的反射银镜、与所述的托臂固定连接且设置于反射银镜焦点处的集热管，每组槽式集热器的多个子槽式集热器的集热管依次串接，两组槽式集热器平行前后设置，其一端由桥段连接管连接连通，另一端分别由管路与冷罐或热罐连通，同时热罐经由管路或经由盐水换热器后与冷罐连通，以此构成回路。

但是现有的集热场因为场地大，往返长度达800m，当面临检修、熔盐泵故障、阀门或法兰，旋转接头漏盐等情况时，需要将管路中的熔盐排放干净，如何快速有效排盐就成为继续解决的问题。

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，而提供一种集热场重力式排盐装置。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种集热场重力式排盐装置，包括依次连通的冷罐、第一槽式集热器、桥段连接管、第二槽式集热器以及热罐，所述的第一槽式集热器设置在第一基底上，所述的第二槽式集热器设置在第二基底上，所述的第一基底和第二基底为分别与水平面保持夹角的斜坡面，所述的第一基底和第二基底前后间隔设置且所述的第一基底的高度高于所述的第二基底的高度，在与第一槽式集热器的对应的桥段连接管端部旁接有进气阀，在所述的第一槽式集热器的连接管的低点和第二槽式集热器的连接管低点分别旁接有排盐支管，在所述的排盐支管下方设置有疏盐罐。

所述的第一槽式集热器和第二槽式集热器的集热管的轴向分别对应地与所述的第一基底或第二基底的基面平行设置。

所述的第二基底与水平面的夹角不小于所述的第一基底与水平面的夹角，所述的第一基底和第二基底与水平面夹角在2-5°。

所述的排盐支管包括与所述的连接管垂直设置或者竖直设置的接引管，与所述的接引管固定连接的高温波纹管端，以及固定设置在高温波纹管端部的连接法兰。

所述的排盐支管的接引管上或者与接引管连接的连接管上设置有温度传感器。

在所述的进气阀一侧还设置有进气阀口以便与氮气气源接通，在进气阀口与气源的连通管路上穿设有气体加热机构以加热氮气。

所述的疏盐罐包括储盐罐，设置在所述的储盐罐顶部的进盐管，旁接在所述的进盐管上的进气管，以及与所述的储盐罐底部连通的排盐管，所述的进盐管与所述的进气管旁接点上部设置有进盐控制阀，在所述的进盐管和排盐管的端部可拆卸地固定设置有密封法兰。

所述的排盐罐包括圆筒形罐体，固定设置在所述的罐体两端的盖板，在所述的罐体底部设置有支架，在所述的罐体顶部两端设置有吊耳；所述的罐体底部呈锥形，所述的出盐管设置底部入口设置在底部最低处，所述的排盐管为L型，其底部的水平段与所述的罐体底部固定连接且连通，其竖直段位于所述的罐体外侧并向上延伸至所述的罐体顶部之上。

一种所述的集热场重力式排盐装置的排盐方法，包括以下步骤，

1)关闭冷盐泵，并将所述的第一槽式集热器和第二槽式集热器对扣，

2)当热罐内没有熔盐流入时，关闭热罐熔盐入口，开启进气阀，打开排盐支管，熔盐在重力下进入疏盐罐，

3)当流量变小时，相对排盐支管由远至近逐步抬高所述的集热管，当所述的温度传感器感测温度低于300℃时，停止排盐或者转动所述的第一槽式集热器或者第二槽式集热器以进行再加热。

还包括利用高温氮气进行管内吹扫的过程。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的集热场，改变了传统采用整体水平面的常规设计，利用坡面斜度而且将两组槽式集热器分别设置在不同高度的坡面上，而且将集热管也采用与水平面倾斜的方式设置，整个装置具有一个唯一的最高点和两个相对低点，在高点设置进气口，在低点设置排盐支管，利用倾斜角度可实现重力排盐，同时，利用倾斜设置，优选为东低西高，这样能具有更好的迎日角，同时将两组槽式集热器采用不同高度设置，减少互相影响遮蔽，可有效减少两组槽式集热器的间距，减少整体占地面积，节省成本。同时，第一槽式集热器内温度相对低，使其采用相对较大的角度，排盐速度快，有利于避免熔盐凝固。

附图说明

图1所示为本发明的集热场重力式排盐装置的第一槽式集热器的结构示意图。

图2所示为本发明的镜场排盐用疏盐罐的结构示意图。

图3所示为图2所示的侧视示意图。

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。

如图所示，本发明的集热场重力排盐装置包括依次连通的冷罐、第一槽式集热器、桥段连接管、第二槽式集热器以及热罐，所述的第一槽式集热器130设置在第一基底100上，所述的第二槽式集热器设置在第二基底(图中未示出)上，所述的第一基底和第二基底为分别与水平面保持夹角的斜坡面，所述的第一基底和第二基底前后间隔设置且所述的第一基底的高度高于所述的第二基底的高度，在与第一槽式集热器的对应的桥段连接管110端部旁接有进气阀120，在所述的第一槽式集热器的连接管的低点和第二槽式集热器的连接管低点分别旁接有排盐支管，在所述的排盐支管下方设置有疏盐罐1。其中，所述的高度高于是指同一个点的高度存在高度差。

所述的第一槽式集热器和第二槽式集热器分别包括多个子槽式集热器，所述的子槽式集热器的集热管之间以及集热管与冷罐或热罐间分别设置有经由高温波纹管150连通的旋转接头151，同时，多处采用高温波纹管，利用两个波纹管和旋转接头实现两个集热管间的连接，利用两个波纹管和旋转头实现集热管与固定管路的连接，所述的固定管路指桥段连接管或者连接至冷罐或热罐的管路，利用两个波纹管和旋转接头的组合，保证各自独立运动的同时，而且高温波纹管还能有效缓冲管路压力，提高集热管的安全及使用寿命。

所述的连接管同样采用高度差设计，即连接子槽式集热器与冷罐或热罐的连接管同样采用斜度设置，以在第一子槽式集热器和第二子槽式集热器的出口处形成该侧的最低点，这样可将冷盐泵后方所有管路直至热罐进口处的熔盐皆排放干净。

优选地，所述的第一槽式集热器和第二槽式集热器的集热管的轴向分别对应地与所述的第一基底或第二基底的基面平行设置，所述的第二基底与水平面的夹角不小于所述的第一基底与水平面的夹角，所述的第一基底和第二基底与水平面夹角在2-5°。

本发明的集热场，改变了传统采用整体水平面的常规设计，利用坡面斜度而且将两组槽式集热器分别设置在不同高度的坡面上，而且将集热管也采用与水平面倾斜的方式设置，整个装置具有一个唯一的最高点和两个相对低点，在高点设置进气口，在低点设置排盐支管，利用倾斜角度可实现重力排盐，同时，利用倾斜设置，优选为东低西高，这样能具有更好的迎日角，同时将两组槽式集热器采用不同高度设置，减少互相影响遮蔽，可有效减少两组槽式集热器的间距，减少整体占地面积，节省成本。同时，第一槽式集热器内温度相对低，使其采用相对较大的角度，排盐速度快，有利于避免熔盐凝固。

而且，采用倾斜设置，在温度相对较低的第一槽式集热器段熔盐流速相对慢，提高该段的温升，而在第二槽式集热器段，熔盐温度本身高，加快其流动，这样能在整体程度上提高熔盐的换热效率，提高整体的集热能力。

进一步地，所述的排盐支管包括与所述的连接管垂直设置或者竖直设置的接引管141，与所述的接引管固定连接的高温波纹管端142，以及固定设置在高温波纹管端部的连接法兰143，同时，所述的排盐支管的接引管上或者与接引管连接的连接管上设置有温度传感器。

利用高温波纹管进行连接，使其与疏盐罐的连接更为便利，而且在进行疏盐罐吊装移动式，可以与连接管保持合理的安全距离，提高使用便利性和安全性，同时，利用非竖直设置的接引管并在接引管或与接引管连接处的连接管上设置温度传感器，利用排盐口侧的温度检测，能感测熔盐是否排放完毕，而且，通过对排放点的温度监控，也能避免熔盐温度过低或过高。

进一步地，为便于加快排盐，尤其是提高排盐的洁净度，在所述的进气阀120的阀口侧还设置有进气阀口以便与氮气气源接通，在进气阀口与气源的连通管路上穿设有气体加热机构以加热氮气。

具体来说，本发明的镜场排盐用疏盐罐，包括储盐罐1，设置在所述的储盐罐上的与所述的排盐支管140对应的进盐管2，旁接在所述的进盐管上的进气管3，以及与所述的储盐罐底部连通的排盐管5，在所述的进盐管和排盐管的端部可拆卸地固定设置有密封法兰。其中，还可以在所述的进盐管与所述的进气管旁接点上部设置进盐控制阀。

本发明利用进盐管侧旁接进气管，然后利用底部连通的排盐管构成气压式排盐方式，气压排盐简单可靠而且能有效排净，保证排盐快捷的同时不会对熔盐构成破坏，使其能循环利用。

具体来说，所述的排盐罐1包括圆筒形罐体10，固定设置在所述的罐体两端的盖板11，在所述的罐体底部设置有支架4，在所述的罐体顶部两端设置有吊耳12。所述的进盐管设置在所述的罐体顶部中部或一侧。所述的排盐管为L型，其底部的水平段与所述的罐体底部固定连接且连通，其竖直段位于所述的罐体外侧并向上延伸至所述的罐体顶部之上。优选地，所述的罐体底部呈锥形，所述的出盐管设置底部入口设置在最底部。

采用组合式排盐罐，两侧的盖板与罐体通过螺栓连接，便于安装制备，而且当发生情况时可将盖板整体拆卸进行维修，增大操作空间，提高使用便捷性，同时，利用L型排盐管且出口高于罐体，能避免意外泄露产生灾害。

同时，为提高使用安全性，所述的罐体上还连通地设置有安全排放管，在所述的安全排放管中部串接有安全阀，在所述的安全阀前后并接有安全旁管，在所述的安全旁管上串接有控制阀，而通过对控制阀的控制，可实现在进盐时内部空气的安全排出，而在排盐时也能起到安全防爆防护作用，优选地，在所述的安全排放管端部设置有温度传感器，当排盐进程时，如果安全阀打开则会有高温气体溢出，通过出口处设置温度传感器对温度的感测，起到辅助报警的作用。同时，为减少阀门设置，所述的进气管向上倾斜设置，这样，当熔盐进入罐体时其可保持开放状态，而且便于罐体的气体溢出。

同时，本发明公开了所述的重力式排盐式集热场的排盐方法，包括以下步骤，

1)关闭冷盐泵，并将所述的第一槽式集热器和第二槽式集热器对扣，

所述的对扣是指翻转至最低位，这个角度不接收阳光日照，避免因为管道内熔盐少导致温度过高；

2)当热罐内没有熔盐流入时，关闭热罐熔盐入口，开启进气阀，打开排盐支管，熔盐在重力下进入疏盐罐，

3)当流量变小时，相对排盐支管由远至近逐步抬高所述的集热管，当所述的温度传感器感测温度低于300℃时，停止排盐或者转动所述的第一槽式集热器或者第二槽式集热器以进行再加热，最后，还包括利用高温氮气进行管内吹扫的过程。

4)当镜场中熔盐排放干净，关闭所述的安全旁路上的控制阀，关闭进盐控制阀，将排盐管端部的盲法兰拆下，将进盐管的端部由密封法兰密封；

5)将所述的进气管与氮气源接通，同时将所述的储盐罐提升，如所述的储盐罐被吊起或者有剪刀叉支架升起至冷罐匹配高度，如将出盐管的出口与冷罐的回盐口的高度齐平或者略高，其中，为防止罐体内熔盐温度过低，在所述的进气管与所述的氮气源，如氮气瓶间还串设有管道式气体加热装置，通过加热气体的方式为所述的熔盐保温，

6)利用氮气源的压力将储盐罐内的熔盐自罐体内排入冷罐。

本发明的排盐方法，通过提升罐体和气体压力相结合，可减少气体的压强，提高使用安全性，而且利用压动熔盐的气体对储盐罐以及冷罐的熔盐进行再加热，有效避免熔盐温度过低导致的凝固。本发明的排盐方法，集热场安装过程中利用地形优势形成落差，在熔盐重力和落差条件下加速了排盐速度。而且在排放过程中实时监控温度和流量，通过转动集热管使其抬高高度，加速排放，而且对于长时间排放时，还可利用集热效应再次加热，确保排净。

综上所述，重力排盐特点一是依靠熔盐自身重力流入最低点；第二集热场安装过程中利用地形优势形成落差，在熔盐重力和落差条件下加速了排盐速度。对于大规模集热场熔盐的排盐可以采用起吊设备将疏盐罐吊装到运输车运输到较近距离的冷罐附近。

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)

1.一种集热场重力式排盐装置，其特征在于，包括依次连通的冷罐、第一槽式集热器、桥段连接管、第二槽式集热器以及热罐，所述的第一槽式集热器设置在第一基底上，所述的第二槽式集热器设置在第二基底上，所述的第一基底和第二基底为分别与水平面保持夹角的斜坡面，所述的第一基底和第二基底前后间隔设置且所述的第一基底的高度高于所述的第二基底的高度，在与第一槽式集热器的对应的桥段连接管端部旁接有进气阀，在所述的第一槽式集热器的连接管的低点和第二槽式集热器的连接管低点分别旁接有排盐支管，在所述的排盐支管下方设置有疏盐罐。

2.如权利要求1所述的集热场重力式排盐装置，其特征在于，所述的第一槽式集热器和第二槽式集热器的集热管的轴向分别对应地与所述的第一基底或第二基底的基面平行设置。

3.如权利要求1所述的集热场重力式排盐装置，其特征在于，所述的第二基底与水平面的夹角不小于所述的第一基底与水平面的夹角，所述的第一基底和第二基底与水平面夹角在2-5°。

4.如权利要求1所述的集热场重力式排盐装置，其特征在于，所述的排盐支管包括与所述的连接管垂直设置或者竖直设置的接引管，与所述的接引管固定连接的高温波纹管端，以及固定设置在高温波纹管端部的连接法兰。

5.如权利要求4所述的集热场重力式排盐装置，其特征在于，所述的排盐支管的接引管上或者与接引管连接的连接管上设置有温度传感器。

6.如权利要求1所述的集热场重力式排盐装置，其特征在于，在所述的进气阀一侧还设置有进气阀口以便与氮气气源接通，在进气阀口与气源的连通管路上穿设有气体加热机构以加热氮气。

7.如权利要求1所述的集热场重力式排盐装置，其特征在于，所述的疏盐罐包括储盐罐，设置在所述的储盐罐顶部的进盐管，旁接在所述的进盐管上的进气管，以及与所述的储盐罐底部连通的排盐管，所述的进盐管与所述的进气管旁接点上部设置有进盐控制阀，在所述的进盐管和排盐管的端部可拆卸地固定设置有密封法兰。

8.如权利要求7所述的集热场重力式排盐装置，其特征在于，所述的排盐罐包括圆筒形罐体，固定设置在所述的罐体两端的盖板，在所述的罐体底部设置有支架，在所述的罐体顶部两端设置有吊耳；所述的罐体底部呈锥形，所述的出盐管设置底部入口设置在底部最低处，所述的排盐管为L型，其底部的水平段与所述的罐体底部固定连接且连通，其竖直段位于所述的罐体外侧并向上延伸至所述的罐体顶部之上。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的集热场重力式排盐装置的排盐方法，其特征在于，包括以下步骤，

1)关闭冷盐泵，并将所述的第一槽式集热器和第二槽式集热器对扣，

2)当热罐内没有熔盐流入时，关闭热罐熔盐入口，开启进气阀，打开排盐支管，熔盐在重力下进入疏盐罐，

3)当流量变小时，相对排盐支管由远至近逐步抬高所述的集热管，当所述的温度传感器感测温度低于300℃时，停止排盐或者转动所述的第一槽式集热器或者第二槽式集热器以进行再加热。

10.如权利要求9所述的排盐方法，其特征在于，还包括利用高温氮气进行管内吹扫的过程。