CN111457765A - 一种流化床固体颗粒换热系统 - Google Patents

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CN111457765A CN202010285841.7A CN202010285841A CN111457765A CN 111457765 A CN111457765 A CN 111457765A CN 202010285841 A CN202010285841 A CN 202010285841A CN 111457765 A CN111457765 A CN 111457765A
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heat exchange
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李有霞
黄敏
孙登科
巩李明
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Dongfang Boiler Group Co Ltd
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

Abstract

本发明提供了一种流化床固体颗粒换热系统,属于换热器领域,包括流化床换热器、供风部和回流部;供风部包括设置有加热器的供风管路,供风管路具有第一入风端、第一出风端和位于第一入风端与第一出风端之间的混风段;回流部包括回流管路,回流管路具有第二入风端和第二出风端;第一入风端连接新风入口,第一出风端与流化床换热器的流化风入口连通,流化床换热器的流化风出口与第二入风端连通,第二出风端与混风段连接;混风段用于混合第一入风端引入的气体和的第二出风端流出的气体。能有效完成流化床换热器及预填料的预热升温,避免高温颗粒进入流化床换热器,温升太快影响换热器使用寿命。

Description

一种流化床固体颗粒换热系统
技术领域
本发明涉及换热器领域,具体而言,涉及一种流化床固体颗粒换热系统。
背景技术
温度达700℃以上,具有高效低成本潜力的sCO2太阳能热发电系统是目前国际太阳能热发电研究热点。欧盟和美国DOE从2018年启动该项技术研究计划。以sCO2为代表的太阳能热发电系统主要由高焦比聚光器,高温吸热器,超临界CO2换热器和超临界CO2透平等四个部分组成。
采用固体颗粒作为传热介质的太阳能利用技术,因颗粒吸热可升温至900~1000℃,突破传统熔盐的560℃左右的运行温度,为高温超临界CO2布雷顿循环提供了可能,被视为下一代最有前景的能匹配超临界工质循环的高效低成本光热发电技术。此外固体颗粒具有性能稳定,比热大的优势,价格便宜便于获取,易于存储,能够同时作为传热流体和储热介质,能够简化光热发电系统,有效降低发电成本。
固体颗粒作为高温吸热储热介质,需要通过超临界CO2与固体颗粒换热器系统,实现传储热介质和做功工质的能量转换驱动CO2透平做功。所以超临界CO2与固体颗粒换热系统作为下一代太阳能热发电的核心设备,是否能够安全可靠运行直接关系到整个电站的安全性,其传热性能直接影响系统的能量转换效率,进而影响全电厂的经济性。
目前,关于光热领域超临界CO2与固体颗粒换热器研发还处在研究阶段,当前已经提出了几种换热器(主要包括:翅片管式、蛇形盘管式、流化床式等)的系统设计,翅片管式换热器颗粒侧传热系数有限~100W/(m2·K);流化床设计具有更高的颗粒传热系数(高达~600W/(m2·K)),但具有较高的与颗粒流化相关的热损失。
在电站启动运行过程中,换热器启动速度应受限于材料的升温速度,启动前需要先向换热器内填充颗粒,建立起流化后方可缓慢向换热系统内送入高温的颗粒,避免温升太快影响换热器使用寿命。但针对光热电站频繁启停及启动迅速的特殊要求,要求固体颗粒换热系统能够自备预热功能且能够在较短的时间内投入运行,目前国内外关于固体颗粒换热系统的资料、文献中对此没有全面的描述。
发明内容
本发明提供了一种流化床固体颗粒换热系统,旨在解决现有技术中流化床固体颗粒换热系统存在的上述问题。
本发明是这样实现的:
一种流化床固体颗粒换热系统,包括流化床换热器、供风部和回流部;
所述供风部包括设置有加热器的供风管路,所述供风管路具有第一入风端、第一出风端和位于所述第一入风端与所述第一出风端之间的混风段;
所述回流部包括回流管路,所述回流管路具有第二入风端和第二出风端;
所述第一入风端连接新风入口,所述第一出风端与所述流化床换热器的流化风入口连通,所述流化床换热器的流化风出口与所述第二入风端连通,所述第二出风端与所述混风段连接;
所述混风段用于混合所述第一入风端引入的气体和所述的第二出风端流出的气体。
在本发明的一种实施例中,所述回流部还包括设置在所述回流管路上的气固分离器。
在本发明的一种实施例中,所述回流管路在所述气固分离器的后端还设置有过滤器。
在本发明的一种实施例中,所述混风段与所述第一入风端之间设置有流化风机。
在本发明的一种实施例中,所述供风管路上所述流化风机的后端设置有风机止回阀、风机关断阀和消音器。
在本发明的一种实施例中,还包括气气换热器;
所述气气换热器包括第一换热通道和第二换热通道;
所述第一换热通道设置为所述回流管路上所述第二入风端和所述第二出风端间的一段;
所述第二换热通道设置为所述混风段与所述第一出风端间的一段。
在本发明的一种实施例中,所述供风管路上设置有与所述加热器的加热段并联的直通段,所述直通段上只设置有旁路阀。
在本发明的一种实施例中,所述第一出风端连接有分风组件;
所述分风组件包括主管和多根支管;
所述主管连接所述第一出风端;
并列设置的所述支管的一端与所述主管连接,另一端与所述流化床换热器上对应仓室的所述流化风入口连接。
在本发明的一种实施例中,所述第一出风端还连接有调风管路,所述调风管路远离所述第一出风端的一端排空设置。
在本发明的一种实施例中,所述第二入风端和所述第二出风端之间还设置有排空管路,所述排空管路与所述调风管路汇合,并在端部排空设置。
本发明的有益效果是:通过本发明提供的流化床固体颗粒换热系统:
1、能有效完成流化床换热器本体及内部预填料的预热升温,避免高温颗粒进入流化床换热器,温升太快影响换热器使用寿命。
2、系统运行过程中,将流化床换热器出口高温流化风通过气气换热器加热流化风机出口流化风降温后重新送入风机入口,即能有效利用流化风携带热量,减少换热损失,又能保证高压流化风机在较低温度范围内正常运行。
3、通过气气换热器的设置,流化风热损失大幅降低。
4、可通过调节流化床换热器固体颗粒出口的电动调节挡板的开度,调整固体颗粒流量,进而调整流化床换热器负荷。
5、运行中也可以分别调整各个仓室的流化风速,在保证流化质量情况下,快速对受热面换热系数进行微调,从而调整该仓的超临界二氧化碳出口温度,保证受热面的安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例一提供的流化床固体颗粒换热系统的系统示意图;
图2是本发明实施例二提供的流化床固体颗粒换热系统的系统示意图。
图标:010-流化床换热器;011-固体颗粒入口;013-固体颗粒出口;100-供风管路;101-新风入口;103-第一出风端;105-混风段;200-回流管路;201-第二入风端;203-第二出风端;110-流化风机;130-加热器;310-主管;330-支管;331-支管调节阀;333-流量计;150-调风管路;151-主管调节阀;210-气固分离器;230-过滤器;111-风机止回阀;113-风机关断阀;115-消音器;205-回流关断阀;107-新风调节阀;250-排空管路;251-排空调节阀;400-气气换热器;401-混风关断阀;131-加热关断阀;170-加热段;190-直通段;191-旁路阀;015-温测点;017-压力测点;012-超临界二氧化碳入口;014-超临界二氧化碳出口;109-消音器;0111-调节挡板;270-停运降温管路。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例一
本实施例提供了一种流化床固体颗粒换热系统,请参阅图1,这种流化床固体颗粒换热系统包括流化床换热器010、供风部和回流部;
流化床换热器010包括固体颗粒流通通道,固体颗粒流通通道具有固体颗粒入口011和固体颗粒出口013。
其中,供风部包括设置有加热器130的供风管路100,供风管路100具有第一入风端、第一出风端103和位于第一入风端与第一出风端103之间的混风段105;
回流部包括回流管路200,回流管路200具有第二入风端201和第二出风端203;
第一入风端连接新风入口101,从新风入口101引入新风,而为了降低新风引入的噪音,在新风入口101处设置有管路消音器109。
第一出风端103与流化床换热器010的流化风入口连通,流化床换热器010的流化风出口与第二入风端201连通,第二出风端203与混风段105连接;混风段105用于混合第一入风端引入的气体和的第二出风端203流出的气体;
在混风段105与第一入风端之间设置有流化风机110,通过流化风机110将混风段105的风加压输送到流化床换热器010内。
通过带加热器130的供风管路100,可以加热流化风,使得进入流化床换热器010内的风具有预热流化床换热器010及内部预填料的功能,对流化床换热器010进行预热后,避免高温固体颗粒进入流化床换热器010时的热冲击。而通过混风段105的混风可以让流化床换热器010排出的还具有一定温度的热风重新与供风管路100上的常温风混合,进一步提高供风管路100内的风温,从而利用流化床换热器010排出的风的热量,避免热量浪费。
具体的,由于流化床换热器010具有多个仓室,流化风需要分流进入各个仓室,对各个仓室进行预热以及固体颗粒的流化。因此,第一出风端103连接有分风组件;
分风组件包括主管310和多根支管330。主管310连接第一出风端103,并列设置的支管330的一端与主管310连接,另一端与流化床换热器010上对应仓室的流化风入口连接,通过各根支管330分别对对应的仓室进行流化风供应,在各个支管330上还设置有支管330调节阀以分别控制流量,以及流量计333使得流量可视化。
为了进一步调节进入流化床换热器010总的流化风量,第一出风端103还连接有调风管路150,调风管路150远离第一出风端103的一端排空设置。调风管路150上设置主管调节阀151,通过控制主管调节阀151的开度调节进入流化床换热器010总的流化风量。
由于流化床换热器010内还具有固体颗粒,在流化风排出的时候难免夹杂固体颗粒,因此,回流部还包括设置在回流管路200上的气固分离器210。通过气固分离器210对排出的流化风中夹杂的固体颗粒进行分离,防止其进入后续的管路中。
具体的,回流管路200在气固分离器210的后端还设置有过滤器230,过滤器230可以进一步过滤排出的流化风,保证管路的流通。
在本实施例中,第二入风端201和第二出风端203之间还设置有排空管路250,排空管路250上设置有排空调节阀251,排空管路250与调风管路150汇合,并在端部排空设置。一部分流化风可以经过排空管路250排入大气或者进入流化风余热利用系统。
为了控制流化风机110的输出,供风管路100上流化风机110的后端设置有风机止回阀111、风机关断阀113和消音器115。
具体的,流化风机110入口处的风量通过回流管路200和新风入口101两个来源进行综合调节。即,在排空管路250上设置有排空调节阀251,通过排空调节阀251的开度调节通过第一出风端103进入流化风机110的热风流量,在新风入口101处设置有新风调节阀107,通过新风调节阀107,调节进入流化风机110的常温风流量。
本实施例提供的流化床固体颗粒换热系统,具有如下使用情况,并采用不同的运行方式:
冷态启动时,首先向流化床换热器010内加入常温的固体颗粒,通过流化床换热器010各仓室内布置的压力测点017判断流化床换热器010内的料位高度。固体颗粒加注完成之后,打开新风调节阀107,风机关断阀113,支管330调节阀和排空调节阀251,启动高压流化风机110,电加热器130;调节主管调节阀151,控制进入流化床换热器010总的流化风量,调节支管330调节阀,调节进入流化床换热器010各个仓室的流化风量,风量由相应管路上的流量计333计量;调节电加热器130功率,实现流化风温度的提升;流化并加热固体颗粒后的流化风从流化床换热器010流化风出口经由回流管路200排出,经过气固分离器210将夹带的固体颗粒尽可能去除后,相对干净的流化风一部分经过排空管路250排入大气或进入流化风余热利用系统,一部分继续通过回流管路200向第二出风端203流动,送至高压流化风机110入口前在混风段105与新风入口101进来的常温空气混合,使风机入口风温达到200-250℃,混合后的热风经高压流化风机110加压后送入换热器;继续调节电加热器130功率,使得进入流化床换热器010的流化风温度进一步提高,同时检测流化床换热器010内布置的壁温测点015和颗粒温度测点,使其升温速率控制在一定范围内,避免由于升温速率过大引起的设备损坏。当流化床换热器010内固体颗粒及流化床换热器010壁温达到设定值时,即认为达到了系统备用温度点,可以缓慢开启流化床换热器010的固体颗粒入口011处的管路调节挡板0111,使高温固体颗粒进入换热器中。
系统正常运行过程中,高温固体颗粒从流化床换热器010的固体颗粒入口011进入流化床换热器010内,经流化风流化,并向流化床换热器010管束内的超临界二氧化碳放热后,颗粒温度降低,然后从固体颗粒出口013流出;调节调风管路150上的主管调节阀151,调节进入流化床换热器010总的流化风量;调节支管330调节阀,调节进入流化床换热器010各个仓室的流化风,风量由相应管路上的流量计333计量;流化床换热器010进入到回流管路200的流化风温度接近颗粒温度出口温度,调节排空调节阀251及新风调节阀107,使得风机入口风温达到风机运行温度设计点,提升流化床换热器010流化风入口风温,减少因流化风排放引起的换热器热损,提升换热器换热效率。
在短时间停机情况:如光热电站如果每天均需要启停,在夜晚停机数小时内,关闭流化床换热器010的固体颗粒入口011和固体颗粒出口013处的调节挡板0111,高压流化风机110也停止运行,以保持换热器及内部颗粒温度。在短时间停机过程中,若其流化风换热器的壳体或固体颗粒温度低于系统备用温度点时,在启动高压流化风机110的同时,开启电加热器130,开启回流管路200上的回流关断阀205和新风入口101上的新风调节阀107,使之快速升温至系统备用温度点,保证换热器处于热备用状态。
长时间停机情况:如遇电站主要设备检修需要换热系统进行长时间停机,则关闭流化床换热器010的固体颗粒入口011和固体颗粒出口013处的调节挡板0111,固体颗粒可以保持在换热器内,也可排出。采用常温的流化风使换热器温度以一定的速率降至安全的温度以下。
通过本实施例提供的流化床固体颗粒换热系统:
1、能有效完成流化床换热器010的预热升温,避免高温颗粒直接进入流化床换热器010,温升太快影响换热器使用寿命。
2、系统运行过程中,将流化床换热器010部分出口高温流化风引入高压流化风机110入口,使流化床换热器010入口流化风温度达到200℃以上,减少因流化风进出口温差带来的流化床换热器010热损失,提升流化床换热器010效率。
3、超临界二氧化碳出口014温度由进入流化床换热器010的固体颗粒量进行控制。运行中也可以分别调整各个仓室的流化风速,在保证流化质量情况下,快速对受热面换热系数进行微调,从而调整该仓的超临界二氧化碳出口014温度,保证受热面的安全。
4、可通过调节流化床换热器010颗粒进出口管路上的电动调节挡板0111开度,调整固体颗粒流量,进而调整流化床换热器010负荷。
实施例二
本实施例提供了一种流化床固体颗粒换热系统,请参阅图2,这种流化床固体颗粒换热系统包括流化床换热器010、供风部和回流部;
流化床换热器010包括固体颗粒流通通道,固体颗粒流通通道具有固体颗粒入口011和固体颗粒出口013。
其中,供风部包括设置有加热器130的供风管路100,供风管路100具有第一入风端、第一出风端103和位于第一入风端与第一出风端103之间的混风段105;
回流部包括回流管路200,回流管路200具有第二入风端201和第二出风端203;
第一入风端连接新风入口101,从新风入口101引入新风,而为了降低新风引入的噪音,在新风入口101处设置有管路消音器109。
第一出风端103与流化床换热器010的流化风入口连通,流化床换热器010的流化风出口与第二入风端201连通,第二出风端203与混风段105连接;混风段105用于混合第一入风端引入的气体和的第二出风端203流出的气体;
在混风段105与第一入风端之间设置有流化风机110,通过流化风机110将混风段105的风加压输送到流化床换热器010内。
通过带加热器130的供风管路100,可以加热流化风,使得进入流化床换热器010内的风具有加热流化床换热器010的功能,对流化床换热器010及预填料进行预热后,避免高温颗粒直接进入流化床换热器010,温升太快影响换热器使用寿命。而通过混风段105的混风可以让流化床换热器010排出的还具有一定温度的流化风重新与供风管路100上的风混合,进一步提高供风管路100内的风温,从而利用流化床换热器010排出的风的热量,避免浪费。
具体的,由于流化床换热器010具有多个仓室,流化风需要分流进入各个仓室,对各个仓室进行预热以及固体颗粒的流化。因此,第一出风端103连接有分风组件;
分风组件包括主管310和多根支管330。主管310连接第一出风端103,并列设置的支管330的一端与主管310连接,另一端与流化床换热器010上对应仓室的流化风入口连接,通过各根支管330分别对对应的仓室进行流化风供应,在各个支管330上还设置有支管330调节阀以分别控制流量,以及流量计333使得流量可视化。
由于流化床换热器010内还具有固体颗粒,在流化风排出的时候难免夹杂固体颗粒,因此,回流部还包括设置在回流管路200上的气固分离器210。通过气固分离器210对排出的流化风中夹杂的固体颗粒进行分离,防止其进入后续的管路中。
具体的,回流管路200在气固分离器210的后端还设置有过滤器230,过滤器230可以进一步过滤排出的流化风,保证管路的流通。
为了控制流化风机110的输出,供风管路100上流化风机110的后端设置有风机止回阀111、风机关断阀113和消音器115。
具体的,流化风机110入口处的风量通过回流管路200和新风入口101两个来源进行综合调节。即,在回流管路200上设置有回流调节阀回流关断阀205排空管路250上设置有排空调节阀251,通过排空调节阀251的开度调节通过第一出风端103进入流化风机110的热风流量,在新风入口101处设置有新风调节阀107,通过回流调节阀回流关断阀205和新风调节阀107,调节进入进行流化风机110的风常温风源流量调节。
在本实施例中,流化床固体颗粒换热系统还包括气气换热器400;气气换热器400包括第一换热通道和第二换热通道;第一换热通道设置为回流管路200上第二入风端201和第二出风端203间的一段;第二换热通道设置为混风段105与第一出风端103间的一段。通过气气换热器400可以先降低回流管路200中的流化风温度,降低了通过流化风机110的气流温度,保证流化风机110的正常运行,同时提高了风机后进入换热器的流化风温,提高了流化床固体颗粒换热系统热效率。
其中,在回流管路200上靠近第二出风端203的位置还设置有混风关断阀401,控制通过回流管路200的热风是否进入流化风机110。
在回流管路200上混风关断阀401远离第二出风端203的一侧还设置有用于排空的停运降温管路270,停运降温管路270上设置有关断阀。在流化床换热器010换热器需要停运降温时,打开停运降温管路270上的关断阀,对回流管路200排出的热气进行排空或者进入其他余热利用系统。
另外,供风管路100具有包括加热器130和加热关断阀131的加热段170,供风管路100还包括与加热段170并联的直通段190,直通段190上只设置有旁路阀191。因此,从流化风机110吹出的流化风可以从并联的直通段190和加热段170分别进入到分风组件的主管310中,通过控制直通段190和加热段170的流量,可以控制加热器130的加热效率,从而控制进入主管310的风温。
本实施例提供的流化床固体颗粒换热系统,具有如下使用情况,并采用不同的运行方式:
冷态启动时,首先向流化床换热器010内加入常温固体颗粒,通过流化床换热器010各仓室内布置的压力测点017判断流化床换热器010内的料位高度。颗粒加注完成之后,打开新风调节阀107、风机关断113、加热关断阀131,支管330调节阀,回流关断阀205,混风关断阀401,启动高压流化风机110,电加热器130。通过调节流化风机110,调节进入流化床换热器010总的流化风量,调节支管330调节阀,调节进入流化床换热器010各个仓室的流化风量,风量由相应管路上的流量计333计量;调节电加热器130功率,实现流化风温度的提升;流化并加热固体颗粒后的流化风从流化床换热器010的出口经由回流管路200排出,经过气固分离器210将夹带的固体颗粒尽可能去除后,进一步经过回流管路200送至气气换热器400内与流化风机110出口处低温流化风进行换热,高温流化风换热降温后通过第二出风端203流出进入混风段105流入流化风机110再循环,低温流化风经气气换热器400换热升温后进一步进入电加热器130,调节电加热器130功率,使得流化床换热器010壳体壁温和颗粒温度的升温速率在设计要求的范围内,如此循环,最终完成固体颗粒及流化床换热器010本身的预热升温,当流化床换热器010内固体颗粒及流化床换热器010壁温达到设定值时,即认为达到了系统备用温度点,可以缓慢开启流化床换热器010的固体颗粒入口011处的调节挡板0111,使高温固体颗粒进入流化床换热器010中。
系统正常运行过程中,低温超临界二氧化碳从超临界二氧化碳入口012进入流化床换热器010,升温后从超临界二氧化碳出口014输出送往发电系统;高温固体颗粒从流化床换热器010的固体颗粒入口011进入流化床换热器010内,经流化风流化,并向流化床换热器010管束内的超临界二氧化碳放热后,颗粒温度降低,然后从流化床换热器010的固体颗粒出口013流出;通过流化风机110调节风机出口风量,达到调节进入流化床换热器010的总流化风量的目的;调节支管330调节阀,调节进入流化床换热器010各个仓室的流化风,风量由相应管路上的流量计333计量;流化床换热器010出口处的回流管路200的流化风温度接近颗粒温度出口温度,经气固分离器210去除所夹带的固体颗粒后进入气气换热器400与流化风机110出口低温流化风进行换热,高温流化风换热降温后通过第二出风端203流出进入混风段105流入流化风机110再循环,低温流化风换热升温后进入流化床换热器010流化高温固体颗粒,促进流化床换热器010内固体颗粒与流化床换热器010管内超临界二氧化碳换热,提高换热效率。
短时间停机情况:如光热电站如果每天均需要启停,在夜晚停机数小时内,关闭流化床换热器010的固体颗粒入口011和固体颗粒出口013,高压流化风机110也停止运行,以保持流化床换热器010及内部颗粒温度;在短时间停机过程中,若其壳体或颗粒温度低于系统备用温度点时,打开新风入口101处的新风调节阀107,启动高压流化风机110的同时,开启电加热器130,及回流管路200上的回流关断阀205,使用高温流化风提升流化床换热器010及内部固体颗粒温度至系统备用温度点,保证流化床换热器010处于热备用状态。
长时间停机情况:如遇电站主要设备检修需要换热系统进行长时间停机,则关闭流化床换热器010的固体颗粒入口011和固体颗粒出口013,固体颗粒可以保持在流化床换热器010内,也可排出。采用常温的流化风使流化床换热器010温度以一定的速率降至安全的温度以下。
通过本实施例提供的流化床固体颗粒换热系统:
1、能有效完成流化床换热器010及内部预填料的预热升温,避免高温颗粒进入流化床换热器010时对受热面的热冲击。
2、系统运行过程中,将流化床换热器010出口高温流化风通过气气换热器400加热流化风机110出口流化风降温后重新送入风机入口,即能有效利用流化风携带热量,减少换热损失,又能保证高压流化风机110在较低温度范围内正常运行。
3、与实施例一提供的不设气气流化床的系统比较而言,假设在不进行流化风热量循环利用的系统中,流化气体的热损失为Q1,本实施例中气气流化床换热器010热效率为q1,则本实施例中流化风热损失为Q1*(1-q1),流化气体的焓值为h,则两者的热损失比值为:1-q1,q1取值0.8~0.95之间,则两者的热损失比值在0.2-0.05之间,本发现系统中流化风热损为不设气气流化床换热器010系统的1/5-1/20,流化风热损失大幅降低。
4、可通过调节流化床换热器010固体颗粒出口013的电动调节挡板0111的开度,调整固体颗粒流量,进而调整流化床换热器010负荷。
5、运行中也可以分别调整各个仓室的流化风速,在保证流化质量情况下,快速对受热面换热系数进行微调,从而调整该仓的超临界二氧化碳出口014温度,保证受热面的安全。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种流化床固体颗粒换热系统,其特征在于,包括流化床换热器、供风部和回流部;
所述供风部包括设置有加热器的供风管路,所述供风管路具有第一入风端、第一出风端和位于所述第一入风端与所述第一出风端之间的混风段;
所述回流部包括回流管路,所述回流管路具有第二入风端和第二出风端;
所述第一入风端连接新风入口,所述第一出风端与所述流化床换热器的流化风入口连通,所述流化床换热器的流化风出口与所述第二入风端连通,所述第二出风端与所述混风段连接;
所述混风段用于混合所述第一入风端引入的气体和所述的第二出风端流出的气体。
2.根据权利要求1所述的流化床固体颗粒换热系统,其特征在于,所述回流部还包括设置在所述回流管路上的气固分离器。
3.根据权利要求2所述流化床固体颗粒换热系统,其特征在于,所述回流管路在所述气固分离器的后端还设置有过滤器。
4.根据权利要求1所述的流化床固体颗粒换热系统,其特征在于,所述混风段与所述第一入风端之间设置有流化风机。
5.根据权利要求4所述的流化床固体颗粒换热系统,其特征在于,所述供风管路上所述流化风机的后端设置有风机止回阀、风机关断阀阀和消音器。
6.根据权利要求1所述的流化床固体颗粒换热系统,其特征在于,还包括气气换热器;
所述气气换热器包括第一换热通道和第二换热通道;
所述第一换热通道设置为所述回流管路上所述第二入风端和所述第二出风端间的一段;
所述第二换热通道设置为所述混风段与所述第一出风端间的一段。
7.根据权利要求1所述的流化床固体颗粒换热系统,其特征在于,所述供风管路上设置有与包括所述加热器的加热段并联的直通段,所述直通段上只设置有旁路阀。
8.根据权利要求1所述的流化床固体颗粒换热系统,其特征在于,所述第一出风端连接有分风组件;
所述分风组件包括主管和多根支管;
所述主管连接所述第一出风端;
并列设置的所述支管的一端与所述主管连接,另一端与所述流化床换热器上对应仓室的所述流化风入口连接。
9.根据权利要求1所述的流化床固体颗粒换热系统,其特征在于,所述第一出风端还连接有调风管路,所述调风管路远离所述第一出风端的一端排空设置。
10.根据权利要求9所述的流化床固体颗粒换热系统,其特征在于,所述第二入风端和所述第二出风端之间还设置有排空管路,所述排空管路与所述调风管路汇合,并在端部排空设置。
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