CN202675613U - 一种光热发电熔盐加热和排放系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种光热发电熔盐加热和排放系统，包括熔盐储罐设备、换热系统以及熔盐加热排放设备，所述的三者之间通过管路形成一个密闭的系统；所述的熔盐加热排放设备包括熔盐槽和熔盐炉，所述的熔盐槽和熔盐炉两者之间通过管路连通；所述的熔盐储罐设备为一个或两个或两个以上的熔盐储罐；多个熔盐储罐之间通过管路连接，所述的管路上设置有换热系统。本实用新型既能解决熔盐投产融化、运行期间加热等问题，同时，解决在系统突发状况和长时间雨雪天气期间，换热器中熔盐的排放，避免换热器中熔盐长时间搁置、结晶、凝固等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及光热发电储能领域，尤其涉及光热发电储能系统中，熔盐加热和排放系统。
背景技术
抛物面槽式系统是目前技术最成熟、应用最广泛的太阳能光热发电技术。系统主要由太阳能集热场、蒸汽汽轮机发电装置和储能系统组成。在白天，集热场中的聚光反射槽将太阳光反射聚焦到集热管上，将管内流动的合成导热油加热到约400℃，一部分高温导热油被输送到蒸汽发生器，产生蒸汽驱动传统的蒸汽汽轮机发电，另一部分高温导热油被输送到储能系统的换热器中，将热能传递给储能介质-熔盐，并储存起来。在夜晚，熔盐通过换热器将热量重新转移给导热油，用于发电。
在实践中，为了延长太阳能电站的发电时间、提高发电量、降低发电成本，储能系统中熔盐的储量通常为数万吨。目前，光热电站中使用的熔盐为二元硝酸盐（KNO3+NaNO3），熔点约为220℃，采用饱和蒸汽加热方式，蒸汽盘管壁厚很厚，因此在建的一些大型示范项目中，太阳能电站在投产前，通常采用电加热的方式融化熔盐；运行时，熔盐储罐采用电伴热方式加热。该措施存在造价昂贵、维修困难等问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：提出一种光热发电储能系统熔盐加热和排放系统，既能解决熔盐投产融化、运行期间加热等问题，同时，解决在系统突发状况和长时间雨雪天气期间，换热器中熔盐的排放，避免换热器中熔盐长时间搁置、结晶、凝固等问题。
本实用新型所采用的技术方案为：一种光热发电熔盐加热和排放系统，包括熔盐储罐设备、换热系统以及熔盐加热排放设备，所述的三者之间通过管路形成一个密闭的系统；所述的熔盐加热排放设备包括熔盐槽和熔盐炉，所述的熔盐槽和熔盐炉通过管路连通；所述的熔盐储罐设备为一个或两个或两个以上的熔盐储罐；多个熔盐储罐之间通过管路连接，所述的管路上设置有换热系统。
进一步的说，本实用新型所述的熔盐槽位于整个系统的最低位置，便于熔盐泵停车时，传输管路和熔盐炉盘管内液态熔盐回流至熔盐槽，熔盐槽上部设有投料口、电加热器、熔盐泵以及回流管路；所述的熔盐槽内部设有多孔隔板，避免固体熔盐颗粒进入熔盐泵工作区，造成熔盐泵损坏；熔盐槽下部设有外凸封头，封头上焊有管路，并设有阀门。
为了能够及时准确的监控熔盐槽的温度及液位，本实用新型所述的熔盐槽上部还设置有温度计及液位计；所述的温度计与液位计的探针伸入熔盐槽内。
具体的说，本实用新型所述的熔盐炉为高效多回程立式盘管结构，熔盐炉顶部设有燃烧器，熔盐炉内部设有多回程螺旋盘管，熔盐炉下部入口通过管路与熔盐槽出口相连，熔盐炉上部出口通过管路以及三通阀分别与熔盐储罐以及熔盐槽连接。
本实用新型所述的熔盐储罐上部分别设有熔盐泵，泵支线管路通过三通管件和熔盐传输管路、回流支线管路相连，回流支线管路上设有阀门。
本实用新型所述的换热系统包括多个导热油/熔盐换热器及其支撑支架，相邻的换热器通过管路连接在一起；换热器下部的相连管路上设有三通阀门，并且通过管路与熔盐槽相连。
所述的整个系统的连接管路都具有弯曲度和斜度与水平方向成5-10°的倾斜角度。
本实用新型的有益效果是：电站投产前，粉末状熔盐融化阶段，采用经过熔盐炉中加热的液态熔盐，回流至熔盐槽，作为粉末状熔盐融化的热源，加快熔盐融化进程，减少能耗；投产后，清空换热器和管路中的液态熔盐；雨雪天气，加热熔盐，避免凝固，确保光热发电储能持续高效运行。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的优选实施例的结构示意图；
图中：1、熔盐槽；2、投料口；3、搅拌器；4、电加热器；5、多孔隔板；6、14和18、熔盐泵；7、15和19、阀门；8、液位计；9、温度计；10、熔盐炉；11、燃烧器；12、盘管；13和17、三通阀门；16、换热器；20、管道；21和22、熔盐储罐；23、泵支线管路；24、熔盐传输管路；25、回流支线管路。
具体实施方式
现在结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
图1所示的是一种光热发电熔盐加热和排放系统，包括熔盐储罐设备、换热系统以及熔盐加热排放设备，三者之间通过管路形成一个密闭的系统；熔盐加热排放设备包括熔盐槽和熔盐炉，熔盐槽和熔盐炉通过管路连通；熔盐储罐设备为两个熔盐储罐；两个熔盐储罐之间通过管路连接，管路上设置有换热系统。
本实用新型的工作流程为：
熔盐融化过程：
光热电站投产前，粉末状的混合无机盐由投料口2放入熔盐槽1内，通过电加热器4将固体熔盐加热融化，开启搅拌器3，使液体熔盐温度分布均匀，并透过多孔隔板5，在熔盐槽内形成均一液位，观察温度计9示值，确保熔盐温度高于熔点50℃～80℃。与此同时，开启燃烧器11对熔盐炉10内的空盘管12进行预热，以防止熔盐流经冷盘管时发生凝固。盘管12预热到一定程度之后，开启熔盐泵6，将熔盐送入熔盐炉10加热，加热到指定温度的部分熔盐通过三通阀13被输送到低温储罐22，部分熔盐回流至熔盐槽1，作为后续投入粉末状熔盐的热源，加快融化进程。
待电站所需熔盐全部加热融化之后，观察液位计8示值，接近熔盐槽1最低液位时，关闭燃烧器11和熔盐泵6，传输管路和熔盐炉盘管中的液态熔盐，通过重力作用全部泄回熔盐系统最低位置的熔盐槽1中，而后打开阀门7，将积聚在熔盐槽1中的液态熔盐，排放出来，经过过滤、凝固、粉碎之后，作为电站后续熔盐系统的缺量补偿。
熔盐排放过程：
光热电站投产后，系统正常运行期间。当储能系统中的熔盐与电站的传热流体导热油换热之后，或遇突发状况，打开阀门15和19，处于换热系统两端的两个换热器和管路中的液态熔盐通过重力作用，分别自泄回相邻的冷、热熔盐储罐，打开三通阀门17和13，处于换热系统中部的换热器组和管路中的液态熔盐通过重力作用，自泄回熔盐槽1，而后，开启燃烧器11，预热盘管12，开启熔盐泵6和阀门13，将熔盐槽1中的液态熔盐送回低温熔盐储罐22。观察液位计8示值，接近熔盐槽最低液位时，关闭燃烧器11和熔盐泵6，传输管路和熔盐炉盘管中的液态熔盐，通过重力作用全部泄回熔盐系统最低位置的熔盐槽1中，而后打开阀门7，将积聚在熔盐槽1中的液态熔盐，排放出来，经过过滤、凝固、粉碎之后，作为电站后续熔盐系统的缺量补偿。
熔盐加热过程：
光热电站投产后，当遇到长时间的雨雪天气时，储罐内的熔盐，尤其是低温储罐内的熔盐，需要加热保温，防止其凝固。关闭阀门19，开启阀门17和13，启动熔盐泵18，将储罐内的熔盐输送到熔盐槽1中，开启搅拌器3和电加热器4，观察温度计9的示值，待熔盐温度加热到所需温度之后，开启燃烧器11，预热盘管，而后启动熔盐泵6，将液态熔盐通过注入管道20，送回低温熔盐储罐22。观察液位计8示值，接近熔盐槽最低液位时，关闭燃烧器11和熔盐泵6，传输管路和熔盐炉盘管中的液态熔盐，通过重力作用全部泄回熔盐系统最低位置的熔盐槽1中，而后打开阀门7，将积聚在熔盐槽1中的液态熔盐，排放出来，经过过滤、凝固、粉碎之后，作为电站后续熔盐系统的缺量补偿。
以上说明书中描述的只是本实用新型的具体实施方式，各种举例说明不对本实用新型的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离实用新型的实质和范围。
Claims (7)
1.一种光热发电熔盐加热和排放系统，其特征在于：包括熔盐储罐设备、换热系统以及熔盐加热排放设备，所述的三者之间通过管路形成一个密闭的系统；所述的熔盐加热排放设备包括熔盐槽和熔盐炉，所述的熔盐槽和熔盐炉通过管路连通；所述的熔盐储罐设备为一个或两个或两个以上的熔盐储罐；多个熔盐储罐之间通过管路连接，所述的管路上设置有换热系统。
2.如权利要求1所述的一种光热发电熔盐加热和排放系统，其特征在于：所述的熔盐槽位于整个系统的最低位置，熔盐槽上部设有投料口、电加热器、熔盐泵以及回流管路；所述的熔盐槽内部设有多孔隔板；熔盐槽下部设有外凸封头，封头上焊有管路，并设有阀门。
3.如权利要求2所述的一种光热发电熔盐加热和排放系统，其特征在于：所述的熔盐槽上部还设置有温度计及液位计；所述的温度计与液位计的探针伸入熔盐槽内。
4.如权利要求1所述的一种光热发电熔盐加热和排放系统，其特征在于：所述的熔盐炉为多回程立式盘管结构，熔盐炉顶部设有燃烧器，熔盐炉内部设有多回程螺旋盘管，熔盐炉下部入口通过管路与熔盐槽出口相连，熔盐炉上部出口通过管路以及三通阀分别与熔盐储罐以及熔盐槽连接。
5.如权利要求1所述的一种光热发电熔盐加热和排放系统，其特征在于：所述的熔盐储罐上部分别设有熔盐泵，泵支线管路通过三通管件和熔盐传输管路、回流支线管路相连，回流支线管路上设有阀门。
6.如权利要求1所述的一种光热发电熔盐加热和排放系统，其特征在于：所述的换热系统包括多个导热油/熔盐换热器及其支撑支架，相邻的换热器通过管路连接在一起；换热器下部的相连管路上设有三通阀门，并且通过管路与熔盐槽相连。
7.如权利要求1所述的一种光热发电熔盐加热和排放系统，其特征在于：所述的整个系统的连接管路与水平方向成5-10°的倾斜角度。
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