CN114646045B - 蒸汽稳定供应系统及蒸汽稳定供应方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蒸汽稳定供应系统及蒸汽稳定供应方法，蒸汽稳定供应系统包括太阳能集热塔、减温减压器、蒸汽蓄热罐、第一蒸汽管道及第一热计量装置；第一热计量装置设置在太阳能集热塔的蒸汽出口端，检测太阳能集热塔的蒸汽输出量；第一蒸汽管道连接在太阳能集热塔的蒸汽出口端和减温减压器之间，用于将蒸汽输送至减温减压器；蒸汽蓄热罐与第一蒸汽管道并联且连接在太阳能集热塔的蒸汽出口端和减温减压器之间，用于将蒸汽热能进行储存且将其内蓄水闪蒸产生的蒸汽输送至减温减压器；减温减压器连接并将蒸汽进行减温减压后供应至热用户端。本发明满足高效换热、长时间蓄热、可持续稳定供应蒸汽的要求，满足工业生产需求。

Description

蒸汽稳定供应系统及蒸汽稳定供应方法

技术领域

本发明涉及光热能源技术领域，尤其涉及一种蒸汽稳定供应系统及蒸汽稳定供应方法。

背景技术

采用光热生产工业蒸汽，将大大节省能源，减少碳排放，具有很好的应用前景。但是太阳能仅在有日照的情况下才可供利用，阴雨天和晚上均无法利用，而工业生产则需要连续稳定运行，因此采用太阳能生产工业蒸汽需要一套系统匹配太阳能的不稳定性与工业生产连续稳定的需求。

现有针对蓄热需求主要有固体蓄热、液体蓄热、气体蓄热、相变蓄热、热化学吸附蓄热等蓄热技术方案，在光热领域主要采用导热油蓄热或者液态熔盐蓄热。

其中，导热油蓄热主要适用于吸热约400℃的场合，通过槽式或菲涅尔式聚光镜将阳光聚焦至集热管，加热管内导热油，导热油被加热后部分用于加热蒸汽发生器中的水产生蒸汽发电或其他用途，部分热导热油则储存起来，在需要的时候释放热能，相较于高温水蓄热的优点是储热设备可以在常压下运行。熔盐蓄热主要适用于吸热温度500℃-600℃的场合，通过镜场定日镜将阳光聚焦至集热塔，加热集热塔内液态熔盐，熔盐被加热后部分用于加热蒸汽发生器中的水产生蒸汽发电或其他用途，部分储存起来，在需要的时候释放热能，相较于高温水蓄热的优点是储热设备可以在常压下运行。

然而，上述的两种蓄热方案存在以下不足：

1、导热油价格高、易燃、易热解结焦，存在一定毒性；需设置冷油和热油储罐，防凝系统、导热油再生系统，设备众多，系统复杂，初投资高；

2、熔盐比热低，熔盐需求量大，成本高，结晶温度高容易凝固堵塞设备和管道，一旦堵塞较难疏通；需设置冷盐和热盐储罐、防凝系统等，设备众多，系统复杂，初投资高。

3、需要设置油水换热器/盐水换热器，换热介质需通过管道隔离，存在换热端差，换热效率较低。

4、工业蒸汽参数一般为0.8MPa.g、180℃，熔盐蓄热在此温度下为固态无法工作；导热油可在此温度范围内工作，但存在大马拉小车的情形，性价比低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种实现为热用户稳定提供蒸汽的的蒸汽稳定供应系统及蒸汽稳定供应方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种蒸汽稳定供应系统，包括太阳能集热塔、减温减压器、蒸汽蓄热罐、第一蒸汽管道以及第一热计量装置；所述第一热计量装置设置在所述太阳能集热塔的蒸汽出口端，检测所述太阳能集热塔的蒸汽输出量；

所述第一蒸汽管道连接在所述太阳能集热塔的蒸汽出口端和减温减压器之间，用于将所述太阳能集热塔输出的蒸汽部分或全部输送至所述减温减压器；所述蒸汽蓄热罐与所述第一蒸汽管道并联且连接在所述太阳能集热塔的蒸汽出口端和减温减压器之间，用于将来自所述太阳能集热塔的蒸汽热能进行储存且将其内蓄水闪蒸产生的蒸汽输送至所述减温减压器；

所述减温减压器连接热用户端，将蒸汽进行减温减压后供应至热用户端。

优选地，所述蒸汽稳定供应系统还包括第二蒸汽管道以及第三蒸汽管道；

所述第二蒸汽管道连接在所述太阳能集热塔的蒸汽出口端和所述蒸汽蓄热罐的蒸汽进口之间；所述第三蒸汽管道连接在所述蒸汽蓄热罐的蒸汽出口和所述减温减压器的进口之间；

所述第一蒸汽管道、第二蒸汽管道以及第三蒸汽管道上分别设有蒸汽开关阀。

优选地，所述蒸汽稳定供应系统还包括为所述蒸汽蓄热罐补充除盐水的补水单元；

所述补水单元包括补水泵、连接在所述补水泵和所述蒸汽蓄热罐的补水口之间的补水管道；所述补水管道上设有补水阀和止回阀。

优选地，所述减温减压器为喷水减温减压器。

优选地，所述补水单元还包括连接在所述减温减压器和所述补水管道之间的喷水管道。

优选地，所述蒸汽稳定供应系统还包括凝结水储罐、补水集箱、连接在所述凝结水储罐和所述补水集箱之间的回水泵；

所述凝结水储罐连接热用户端，将热用户端产生的冷凝水收集储存，并通过所述回水泵输送至所述补水集箱。

优选地，所述蒸汽蓄热罐的排水口通过排水管道连接所述补水集箱。

优选地，所述蒸汽蓄热罐上设有安全阀、真空破坏阀。

优选地，所述蒸汽稳定供应系统还包括第二热计量装置；所述第二热计量装置设置在所述减温减压器和热用户端之间，检测供给热用户端的蒸汽量。

优选地，所述蒸汽稳定供应系统还包括定排储罐、连接在所述定排储罐和所述蒸汽蓄热罐的排污口之间的定排管道；所述定排管道上设有控制其通断的开关阀。

本发明还提供一种蒸汽稳定供应方法，包括以下步骤：

S1、主控系统根据获得的太阳能集热塔的蒸汽输出量，与热用户端所需的蒸汽量进行比较；在太阳能集热塔的蒸汽输出量满足热用户端所需的蒸汽量时，执行S2；在所述太阳能集热塔输出的蒸汽量不满足热用户端所需的蒸汽量且高于0.1t/h时，执行S3；在所述太阳能集热塔的蒸汽输出量低于0.1t/h时，执行S4；

S2、将所述太阳能集热塔输出的蒸汽输送至减温减压器，通过减温减压后输送至热用户端；

S3、将所述太阳能集热塔输出的蒸汽输送蒸汽蓄热罐，通过加热所述蒸汽蓄热罐内的水将蒸汽热能进行储存；连通蒸汽蓄热罐和减温减压器，通过蒸汽蓄热罐内的蓄水闪蒸产生的蒸汽输送至所述减温减压器，通过减温减压后输送至热用户端；

S4、连通蒸汽蓄热罐和减温减压器，通过蒸汽蓄热罐内的蓄水闪蒸产生的蒸汽输送至所述减温减压器，通过减温减压后输送至热用户端。

优选地，在所述太阳能集热塔输出的蒸汽量满足热用户端所需的蒸汽量且仍有余时，步骤S2还包括：

连通所述太阳能集热塔和蒸汽蓄热罐，将多余的蒸汽输送至所述蒸汽蓄热罐内，将所述蒸汽蓄热罐内的水加热以将多余的蒸汽热能进行储存。

本发明的有益效果：采用蒸汽蓄热罐连接太阳能集热塔，具有换热、蓄热、释放热等功能，简化所在的蒸汽稳定供应系统，满足高效换热、长时间蓄热、可持续稳定供应蒸汽的要求，满足工业生产需求。

本发明用于利用光热生产工业蒸汽领域，以蒸汽蓄热罐实现蓄热及供应蒸汽，实现蒸汽的连续稳定供应，促使光热生产工业蒸汽迅速推广应用。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一实施例的蒸汽稳定供应系统的连接示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明一实施例的蒸汽稳定供应系统，包括太阳能集热塔10、减温减压器30、蒸汽蓄热罐20、第一蒸汽管道41、第一热计量装置51和第二热计量装置52。

其中，太阳能集热塔10作为一种利用光热生产工业蒸汽的设备，将其生产的蒸汽供给热用户端100，以实现能源转换使用。第一热计量装置51设置在太阳能集热塔10的蒸汽出口端，检测太阳能集热塔10的蒸汽输出量，并且还可以将检测到的蒸汽输出量的信息发送至主控系统(如DCS主控)。

减温减压器30连接热用户端100，对进入其中的蒸汽进行减温减压，再将减温减压后的蒸汽供应至热用户端。第一蒸汽管道41连接在太阳能集热塔10的蒸汽出口端和减温减压器30之间，用于将太阳能集热塔10输出的蒸汽部分或全部输送至减温减压器30。

蒸汽蓄热罐20设有至少一个，其与第一蒸汽管道41并联且连接在太阳能集热塔10的蒸汽出口端和减温减压器30之间，用于将来自太阳能集热塔10的蒸汽热能以饱和热水进行储存且将其内蓄水闪蒸产生的蒸汽输送至减温减压器30。第二热计量装置52设置在减温减压器30和热用户端100之间，检测供给热用户端100的蒸汽量；此外还可具有累计功能，能够累计蒸汽量。第二热计量装置52还可以将检测到的蒸汽量的信息发送至主控系统(如DCS主控)。

蒸汽蓄热罐20和第一蒸汽管道41的并联设置，使得可以根据实际情况，将太阳能集热塔10输出的蒸汽依次通过第一蒸汽管道41和减温减压器30供给热用户端100，或者将太阳能集热塔10输出的蒸汽通过蒸汽蓄热罐20进行热能储存，再通过蒸汽蓄热罐20供应蒸汽。

具体地，蒸汽蓄热罐20的上端或顶部设有蒸汽进口、蒸汽出口，分别用于来自太阳能集热塔10的蒸汽进入其中以及将闪蒸产生的蒸汽输出。蒸汽蓄热罐20的底部设有排污口和排水口，排污口用于排出蒸汽蓄热罐20内部的高浓度盐溶液，排水口用于排水以调节蒸汽蓄热罐20内液位或进行清洁排水等。此外，蒸汽蓄热罐20上还进一步可设有至少一个安全阀21和真空破坏阀24，安全阀21用于在蒸汽蓄热罐20内压力过高时排压，真空破坏阀24用于在停运后蒸汽蓄热罐20内温度降低后消除蒸汽蓄热罐20的内部负压问题。

根据蒸汽蓄热罐20在太阳能集热塔10和减温减压器30之间的连接，本发明的蒸汽稳定供应系统还包括第二蒸汽管道42以及第三蒸汽管道43。第二蒸汽管道42连接在太阳能集热塔10的蒸汽出口端和蒸汽蓄热罐20的蒸汽进口之间，从而太阳能集热塔10输出的蒸汽通过该第二蒸汽管道42进入蒸汽蓄热罐20内。第三蒸汽管道43连接在蒸汽蓄热罐20的蒸汽出口和减温减压器30的进口之间，从而蒸汽蓄热罐20内被蒸汽加热的饱和液体通过闪蒸产生的蒸汽通过第三蒸汽管道43输送至减温减压器30。

第一蒸汽管道41、第二蒸汽管道42以及第三蒸汽管道43上分别设有蒸汽开关阀411、421、431，分别用于所在管道的通道及开度。蒸汽开关阀411、421、431还分别与主控系统连接，从而可以通过主控系统控制蒸汽开关阀411、421、431，实现远程操作。蒸汽开关阀411、421、431进一步可选但不限于电动截止阀。

本发明对应蒸汽蓄热罐20还设有就地PLC控制柜，方便操作员巡检时操作监控蒸汽蓄热罐20。

蒸汽蓄热罐20优选设置两个或以上。对于两个或以上数量的蒸汽蓄热罐20的设置，方便根据实际供汽及储能需求运行对应数量的蒸汽蓄热罐20。

在本实施例中，蒸汽蓄热罐20具有两个，该两个蒸汽蓄热罐20并联，每一个蒸汽蓄热罐20均通过第二蒸汽管道42和第三蒸汽管道43连接在太阳能集热塔10和减温减压器30之间。

作为选择，蒸汽蓄热罐20选用混合式换热器，来自太阳能集热塔10的高温蒸汽进入混合式换热器内直接与内部存水混合接触进行充分的传热传质，使内部存水形成高温高压饱和水。混合式换热器同时又具备高压蓄热的能力。

具体地，蒸汽蓄热罐20可包括卧式筒体、设置在卧式筒体内的至少一排喷嘴，喷嘴端部连接卧式筒体上的蒸汽进口。并且，在卧式筒体内，喷嘴处于其中轴线下方。蒸汽进入蒸汽蓄热罐20时，蒸汽从喷嘴向下均匀喷入卧式筒体内储存的水中，加热水至饱和状态的过程即为换热并蓄热的过程。在放热时，开启蒸汽出口对应的蒸汽开关阀431，因背压小于饱和水蒸汽压，饱和水瞬间闪蒸释放大量蒸汽。蒸汽出口处可设置汽水分离装置避免液态水进入管道影响系统正常运行。

在对太阳能集热塔10输出的蒸汽进行接收以储能时，采用先蓄满一蒸汽蓄热罐20，再蓄另一蒸汽蓄热罐20。在需要蒸汽蓄热罐20为热用户端100提供闪蒸蒸汽时，优先采用正在蓄热未蓄满的蒸汽蓄热罐20提供蒸汽。

蒸汽蓄热罐20上还可设有液位监测装置，用于监测罐内除盐水的液位。当蒸汽蓄热罐20内的液位高于预设高位时或者低于预设低位时，报警并启动相应措施或者报警以提醒操作人员进行相应措施。

蒸汽蓄热罐20还设有就地压力仪表和远传压力表，检测获取蒸汽蓄热罐20压力波动情况，用于根据蒸汽蓄热罐20压力判断蓄热和闪蒸进程。

例如，当蒸汽蓄热罐20内部的压力达到3.1Mpa.g，说明蒸汽蓄热罐20蓄热结束；当压力降至0.9Mpa.g，则说明蒸汽蓄热罐20闪蒸结束；当压力达到3.25Mpa.g，蒸汽蓄热罐20上安全阀21存在异常情况，可进一步提示运行人员检查安全阀21是否正常工作。

对应蒸汽蓄热罐20，本发明的蒸汽稳定供应系统还包括为蒸汽蓄热罐20补充除盐水的补水单元。蒸汽蓄热罐20上设有补水口；补水单元可包括补水泵61、连接在补水泵61和蒸汽蓄热罐20的补水口之间的补水管道62。补水口处设有控制阀63，控制该补水口的通断。控制阀63还可与主控系统连接，从而可以通过主控系统控制实现远程操作。控制阀63进一步可选但不限于电动截止阀。

补水管道62上设有补水阀64和止回阀65，分别用于控制补水管道62的通断以及防止除盐水回流。不需要对蒸汽蓄热罐20进行补水情况下，蒸汽蓄热罐20的补水口处控制阀处于关闭状态。

补水泵61进一步连接至补水集箱60，补水集箱60作为补水单元的供水来源。在补水泵61和补水集箱60之间的连接管道上还设有第一阀门66以及第一过滤装置67(如直通滤网)，第一阀门66用于控制补水泵61和补水集箱60之间的通断，第一过滤装置67用于对输入补水泵61的水进行过滤，去除其中的固体杂质等物。

该补水集箱60还通过进水管道11与太阳能集热塔10连接，也为太阳能集热塔10供水。进水管道11上设有阀门12，还设有依次排布的过滤器13、驱动泵14、止回阀15。为太阳能集热塔10供水时，补水集箱60内的水在驱动泵14的驱动下，依次流经过滤器13、驱动泵14、止回阀15，进入太阳能集热塔10内。

可以理解地，进水管道11还可连接在补水泵61的出口端，作为分支管道，使得补水集箱60通过同一套补水单元为蒸汽蓄热罐20和太阳能集热塔10供水。

当通过补水单元补水至蒸汽蓄热罐20内的液位到达预设高位，或者蒸汽进入蒸汽蓄热罐20内使得液位到达预设高位时，液位监测装置将对应信号发送至主控系统，通过主控系统关闭控制阀63及蒸汽蓄热罐20上蒸汽进口对应的蒸汽开关阀421，停止补水或者蒸汽进入。在上述中蒸汽进入蒸汽蓄热罐20使液位到达预设高位的情况中，停止蒸汽进入后，在蒸汽蓄热罐20闪蒸结束后且压力降至工作压力以下后再进行放水，直至罐内液位降至设定液位。采用闪蒸结束后再放水的操作方式，能够减小放水过程闪蒸振动、减小能源损失、减小排水口连接的排水管道22设计压力值。

同理，在蒸汽蓄热罐20内的液位到达预设低位时，液位监测装置将对应信号发送至主控系统，通过主控系统启动补水单元及开启控制阀63，对蒸汽蓄热罐20(在罐内压力低于工作压力后)进行补水，直至其内的液位到达设定液位处。对于蒸汽蓄热罐20处于闪蒸状态，在闪蒸结束后再进行补水，可减小补水泵61扬程，降低补水泵61投资成本和运行成本。

在本发明中，减温减压器30对进入其内的高温蒸汽进行减温减压，输出热用户端100所需压力、温度的蒸汽，同时根据热用户端100所需蒸汽量需求，可以调节输出流量，从而最终为热用户端100提供所需压力、温度及流量的蒸汽。

减温减压器30可设置一个或两个。对于两个的设置，一个作为主用，一个作为备用，提高系统的可靠性。减温减压器30的进出口端分别设有截止阀，控制进出口端的开闭及开度。

优选地，减温减压器30为喷水减温减压器30。对此，可以通过补水单元对其供水。如图1所示，补水单元还包括连接在减温减压器30和补水管道62之间的喷水管道68。喷水管道68上设有控制阀69，用于控制该喷水管道68的通断。

在减温减压器30运行时，控制阀69处于打开状态，在补水泵61的驱动下，补水集箱60内的水依次通过补水管道62和喷水管道68，送入减温减压器30内。控制阀69还可与主控系统连接，从而可以通过主控系统控制实现远程操作。控制阀69进一步可选但不限于电动截止阀。

进一步地，本发明的蒸汽稳定供应系统还包括凝结水储罐70、补水集箱60、连接在凝结水储罐70和补水集箱60之间的回水泵80。

凝结水储罐70连接热用户端100，将热用户端100产生的冷凝水(常压蒸汽冷凝水，温度约90℃)收集储存，并通过回水泵80输送至补水集箱60。该补水集箱60与补水单元所连接的补水集箱60可为同一个或属于同一单元组。

回收泵80可设置两个，一个作为主用，一个作为备用，提高系统可靠性。

此外，蒸汽蓄热罐20的排水口可通过排水管道22连接补水集箱60。因此，补水集箱60不仅用于为太阳能集热塔10、蒸汽蓄热罐20及减温减压器30供水，还用于收集来自热用户端100的冷凝水，实现冷凝水的回收及再利用。

可以理解地，排水管道22上或者排水口处设有控制阀23控制排水管道22的通断。

凝结水储罐70和回水泵80之间的连接管道上还设有第二阀门71以及第二过滤装置(如直通滤网)72，第二阀门71用于控制凝结水储罐70和回水泵80之间连接管道的通断，第二过滤装置72用于对进入回水泵80的水进行过滤，去除其中的固体杂质等物。

另外，回水泵80和补水集箱60之间的连接管道上同样设有控制阀81以控制该连接管道的通断，且还设有止回阀82，防水输送的冷凝水回流。

凝结水储罐70上可设有液位监测装置，并且该液位监测装置可与第二热计量装置52分别与回水泵80连接。当第二热计量装置52所测得蒸汽量大于零且凝结水储罐70内液位到达高位时，连锁启动回水泵80，将凝结水储罐70内的冷凝水输送至补水集箱60。当凝结水储罐70内液位处于低位时，连锁回水泵80停泵。当第二热计量装置52所测得蒸汽量为零时，闭锁回水泵80，泵保持停运。

又进一步地，为实现蒸汽蓄热罐20的定排及收集，本发明的蒸汽稳定供应系统还包括定排储罐90、连接在定排储罐90和蒸汽蓄热罐20的排污口之间的定排管道91。定排管道91上设有控制其通断的开关阀92。蒸汽蓄热罐20内的高浓度盐溶液可以定期通过排污口排出，再通过定排管道91排至定排储罐90内；定排储罐90再将收集的高浓度盐溶液进行处理。

定排储罐90可选用定排闪蒸罐。

本发明的蒸汽稳定供应系统运行时，太阳能集热塔10输出的蒸汽一部分直接经过减温减压器30进行减温减压后供应给热用户端100，多余的蒸汽进入蒸汽蓄热罐20，加热罐内预留的水直至成为目标压力的饱和水。在太阳能集热塔10蒸汽不足时，开启蒸汽蓄热罐20对应的蒸汽开关阀431，蒸汽蓄热罐20内热水闪蒸产生蒸汽，经减温减压器30进行减温减压后供应给热用户端100。

综上可知，本发明的蒸汽稳定供应系统用于对热用户端100进行稳定供应蒸汽，其中可通过主控系统对蒸汽的供应路线、方式等进行控制。参考图1，实现上述的稳定供应蒸汽的蒸汽稳定供应方法具体可包括以下步骤：

S1、主控系统根据获得的太阳能集热塔10的蒸汽输出量，与热用户端100所需的蒸汽量进行比较。

结合以上的蒸汽稳定供应系统，太阳能集热塔10的蒸汽输出量由第一热计量装置51检测获得并将对应信息发送至主控系统。

在太阳能集热塔10的蒸汽输出量满足热用户端100所需的蒸汽量时，执行S2；在太阳能集热塔10的蒸汽输出量不足(非零)(例如在太阳能不足或没有太阳情况)以热用户端100所需的蒸汽量时，执行S3；在太阳能集热塔10的蒸汽输出量为零或低于0.1t/h时(例如在太阳能不足或没有太阳情况)，执行S4。

S2、将太阳能集热塔10输出的蒸汽输送至减温减压器30，通过减温减压后输送至热用户端100。

经过减温减压后的蒸汽，具有热用户端100所需压力及温度。另外，通过第二热计量装置52检测获取输送至热用户端100的蒸汽流量是否为热用户端100所需流量。输送至热用户端100的蒸汽流量可以通过减温减压器30出口端的截止阀进行调控。

另外，在太阳能集热塔10输出的蒸汽量满足热用户端100所需的蒸汽量且仍有余时，步骤S2还包括：

连通太阳能集热塔10和蒸汽蓄热罐20，将多余的蒸汽输送至蒸汽蓄热罐20内，将蒸汽蓄热罐20内的水加热以将多余的蒸汽热能进行储存。

例如，设热用户端100所需的蒸汽量为2t/h，在太阳能集热塔10的蒸汽输出量大于2.5t/h时，开启太阳能集热塔10和减温减压器30之间的直通的第一蒸汽管道41上的蒸汽开关阀411，优先开启压力较大的蒸汽蓄热罐20的蒸汽进口，调节蒸汽进口对应的蒸汽开关阀411的开度使减温减压器30出口流量维持2t/h，直到该蒸汽蓄热罐20压力达到3.1Mpa.g，关闭该蒸汽蓄热罐20的蒸汽开关阀411。此时如果另一蒸汽蓄热罐20压力小于3.1Mpa.g，则开启这另一蒸汽蓄热罐20的蒸汽进口对应的蒸汽开关阀411，同样调节其开度使减温减压器30的出口流量维持2t/h。若两个蒸汽蓄热罐20均达到3.1Mpa.g，则发出蓄满信号，由主控系统根据太阳能集热塔10输出的蒸汽流量调节定日镜散光。

S3、将太阳能集热塔10输出的蒸汽输送蒸汽蓄热罐20，通过加热蒸汽蓄热罐20内的水将蒸汽热能进行储存；连通蒸汽蓄热罐20和减温减压器30，通过蒸汽蓄热罐20内的蓄水闪蒸产生的蒸汽输送至减温减压器30，通过减温减压后输送至热用户端100。

在步骤S3中，太阳能集热塔10输出的蒸汽输送至一蒸汽蓄热罐20内以进行储能，同时使用该蒸汽蓄热罐20连通减温减压器30为热用户端100供应蒸汽。

例如，设热用户端100所需的蒸汽量为2t/h，在太阳能集热塔10的蒸汽输出量大于0.1t/h且小于1.9t/h时，开启压力大于0.9Mpa.g的蒸汽蓄热罐20的蒸汽进口，关闭太阳能集热塔10和减温减压器30之间的直通的第一蒸汽管道41上的蒸汽开关阀411，通过上述的压力大于0.9Mpa.g的蒸汽蓄热罐20闪蒸放热并输出蒸汽至减温减压器30，再供应给用户端100。当闪蒸放热至该蒸汽蓄热罐20的水温小于0.9Mpa.g或小于180℃时，开启另一符合压力大于0.9Mpa.g的蒸汽蓄热罐20的蒸汽进口和蒸汽出口，同时关闭温度小于180℃的蒸汽蓄热罐20的蒸汽进口和蒸汽出口。

当两个蒸汽蓄热罐20压力均大于0.9Mpa.g时，优先开启压力较小的蒸汽蓄热罐20的蒸汽进口和蒸汽出口。当两个蒸汽蓄热罐20水温均小于180℃时，发出闪蒸结束信号。

S4、连通蒸汽蓄热罐20和减温减压器30，通过蒸汽蓄热罐20内的蓄水闪蒸产生的蒸汽输送至减温减压器30，通过减温减压后输送至热用户端100。

上述步骤S4执行之前，断开太阳能集热塔10与蒸汽蓄热罐20之间的连通，即关闭蒸汽蓄热罐20的蒸汽进口；或者保持太阳能集热塔10与蒸汽蓄热罐20之间的断开状态(不连通)，即蒸汽蓄热罐20的蒸汽进口保持关闭状态。

例如，设热用户端100所需的蒸汽量为2t/h，在太阳能集热塔10的蒸汽输出量小于0.1t/h时，开启压力大于0.9Mpa.g的蒸汽蓄热罐20的蒸汽出口，通过该蒸汽蓄热罐20为热用户端100提供蒸汽。当该蒸汽蓄热罐20闪蒸放热至水温小于180℃时，开启另一符合压力大于0.9Mpa.g的蒸汽蓄热罐20的蒸汽出口以继续为热用户端100提供蒸汽，同时关闭温度小于180℃的蒸汽蓄热罐20的蒸汽出口。在两个蒸汽蓄热罐20压力均小于0.9Mpa.g时，发出闪蒸结束信号。

进一步地，在热用户端100无需蒸汽时段，当太阳能集热塔10输出的蒸汽流量小于设定值(如0.1t/h)时，关闭蒸汽蓄热罐20的蒸汽进口，即蒸汽蓄热罐20无需与太阳能集热塔10连通。当太阳能集热塔10输出的蒸汽流量大于设定值(如0.1t/h)时，开启压力小于3.1Mpa.g的蒸汽蓄热罐20进行蓄热，期间维持该蒸汽蓄热罐20的蒸汽出口处于关闭状态，直到该蒸汽蓄热罐20压力达到3.1Mpa.g，关闭该蒸汽蓄热罐20的蒸汽进口。遵循同一时间只开启一个蒸汽蓄热罐20的蒸汽进口的原则；若有两个蒸汽蓄热罐20压力均小于3.1Mpa.g，则优先开启压力较大蒸汽蓄热罐20的蒸汽进口进行蓄热，蓄满之后再开启另一个蒸汽蓄热罐20的蒸汽进口进行蓄热。如两个蒸汽蓄热罐20均达到3.1Mpa.g，则发出蓄满信号，由主控系统根据太阳能集热塔10输出的蒸汽流量调节定日镜散光。

对于本发明的蒸汽稳定供应系统及其实现的蒸汽稳定供应方法，其中蒸汽蓄热罐20的容积按热用户端100所需运行时间及所需蒸汽量计算设置，以匹配精确容量的蒸汽蓄热罐20，满足热用户端100所需，保证系统满足高效换热、长时间蓄热且可持续稳定供应蒸汽要求。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种蒸汽稳定供应系统，其特征在于，包括太阳能集热塔、减温减压器、蒸汽蓄热罐、第一蒸汽管道以及第一热计量装置；所述第一热计量装置设置在所述太阳能集热塔的蒸汽出口端，检测所述太阳能集热塔的蒸汽输出量，将蒸汽量的信息发送至主控系统，主控系统根据获得的太阳能集热塔的蒸汽输出量与热用户端所需的蒸汽量进行比较；

所述第一蒸汽管道连接在所述太阳能集热塔的蒸汽出口端和减温减压器之间，用于将所述太阳能集热塔输出的蒸汽部分或全部输送至所述减温减压器；所述蒸汽蓄热罐与所述第一蒸汽管道并联且连接在所述太阳能集热塔的蒸汽出口端和减温减压器之间，用于将来自所述太阳能集热塔的蒸汽热能以饱和热水进行储存且将其内蓄水闪蒸产生的蒸汽输送至所述减温减压器；

所述减温减压器连接热用户端，将蒸汽进行减温减压后供应至热用户端；

所述蒸汽蓄热罐选用混合式换热器，来自所述太阳能集热塔的高温蒸汽进入混合式换热器内直接与内部存水混合接触进行充分的传热传质，使内部存水形成高温高压饱和水；混合式换热器同时又具备高压蓄热的能力;

所述蒸汽稳定供应系统还包括凝结水储罐、补水集箱、连接在所述凝结水储罐和所述补水集箱之间的回水泵；所述凝结水储罐连接热用户端，将热用户端产生的冷凝水收集储存，并通过所述回水泵输送至所述补水集箱；

所述蒸汽稳定供应系统还包括第二热计量装置；所述第二热计量装置设置在所述减温减压器和热用户端之间，检测供给热用户端的蒸汽量；

所述蒸汽稳定供应系统还包括定排储罐、连接在所述定排储罐和所述蒸汽蓄热罐的排污口之间的定排管道；所述定排管道上设有控制其通断的开关阀。

2.根据权利要求1所述的蒸汽稳定供应系统，其特征在于，所述蒸汽稳定供应系统还包括第二蒸汽管道以及第三蒸汽管道；

所述第二蒸汽管道连接在所述太阳能集热塔的蒸汽出口端和所述蒸汽蓄热罐的蒸汽进口之间；所述第三蒸汽管道连接在所述蒸汽蓄热罐的蒸汽出口和所述减温减压器的进口之间；

所述第一蒸汽管道、第二蒸汽管道以及第三蒸汽管道上分别设有蒸汽开关阀。

3.根据权利要求1所述的蒸汽稳定供应系统，其特征在于，所述蒸汽稳定供应系统还包括为所述蒸汽蓄热罐补充除盐水的补水单元；

所述补水单元包括补水泵、连接在所述补水泵和所述蒸汽蓄热罐的补水口之间的补水管道；所述补水管道上设有补水阀和止回阀。

4.根据权利要求3所述的蒸汽稳定供应系统，其特征在于，所述减温减压器为喷水减温减压器。

5.根据权利要求3所述的蒸汽稳定供应系统，其特征在于，所述补水单元还包括连接在所述减温减压器和所述补水管道之间的喷水管道。

6.根据权利要求1所述的蒸汽稳定供应系统，其特征在于，所述蒸汽蓄热罐的排水口通过排水管道连接所述补水集箱。

7.根据权利要求1所述的蒸汽稳定供应系统，其特征在于，所述蒸汽蓄热罐上设有安全阀、真空破坏阀。

8.一种权利要求1至7任一项所述的蒸汽稳定供应系统的蒸汽稳定供应方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、主控系统根据获得的太阳能集热塔的蒸汽输出量，与热用户端所需的蒸汽量进行比较；在太阳能集热塔的蒸汽输出量满足热用户端所需的蒸汽量时，执行S2；在所述太阳能集热塔输出的蒸汽量不满足热用户端所需的蒸汽量且高于0.1t/h时，执行S3；在所述太阳能集热塔的蒸汽输出量低于0.1t/h时，执行S4；

S2、将所述太阳能集热塔输出的蒸汽输送至减温减压器，通过减温减压后输送至热用户端；

S3、将所述太阳能集热塔输出的蒸汽输送蒸汽蓄热罐，通过加热所述蒸汽蓄热罐内的水将蒸汽热能进行储存；连通蒸汽蓄热罐和减温减压器，通过蒸汽蓄热罐内的蓄水闪蒸产生的蒸汽输送至所述减温减压器，通过减温减压后输送至热用户端；

S4、连通蒸汽蓄热罐和减温减压器，通过蒸汽蓄热罐内的蓄水闪蒸产生的蒸汽输送至所述减温减压器，通过减温减压后输送至热用户端；

所述蒸汽蓄热罐选用混合式换热器，来自所述太阳能集热塔的高温蒸汽进入混合式换热器内直接与内部存水混合接触进行充分的传热传质，使内部存水形成高温高压饱和水；混合式换热器同时又具备高压蓄热的能力。

9.根据权利要求8所述的蒸汽稳定供应方法，其特征在于，在所述太阳能集热塔输出的蒸汽量满足热用户端所需的蒸汽量且仍有余时，步骤S2还包括：

连通所述太阳能集热塔和蒸汽蓄热罐，将多余的蒸汽输送至所述蒸汽蓄热罐内，将所述蒸汽蓄热罐内的水加热以将多余的蒸汽热能进行储存。