CN205448369U - 一种双回路太阳能热发电电站的热交换系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种双回路太阳能热发电电站的热交换系统，包括导热油热交换系统，还包括熔盐热交换系统，熔盐热交换系统包括，熔盐集热场、第一储能罐及第一熔盐-蒸汽换热器；熔盐集热场用于加热从第二储能罐输入至熔盐集热场的熔盐，将加热后的熔盐输出至第一储能罐；第一熔盐-蒸汽换热器用于将第一储能罐输出的熔盐的能量交换给汽轮机低压缸输出的蒸汽，第一储能罐输出的熔盐换热后输入第二储能罐中，汽轮机低压缸输出的蒸汽换热后输入汽轮机高压缸。本实用新型可以提高主蒸汽参数，从而提高发电效率；在系统处于放热模式时，基于第一储能罐储存的能量，主蒸汽参数不会降低，发电效率也不会降低。
Description
技术领域
本实用新型属于太阳能热发电领域，特别涉及一种双回路太阳能热发电电站的热交换系统。
背景技术
传统的商业太阳能槽式光热电站为使用导热油作为换热介质。为了防止导热油变质，导热油的最高温度限制在393℃。为了提高系统运行温度，以提高电站发电效率，近几年国际上开始使用熔盐作为太阳能光热电站的换热介质。使用熔盐作为换热介质的优点是更高的系统循环效率，在同等的储热能力下具有较小的储热尺寸，集热场压力损失更小，以及降低换热介质的采购费用。但是现有的槽式电站及储热系统方案中，主蒸汽参数较低(<400℃)，因此造成电站发电效率不高；另外由于导热油—熔盐换热器端差的存在，导致在放热模式时主蒸汽参数低于设计参数，因此在储热模式电站发电效率进一步降低。
传统的太阳能光热电站系统原理图如图1所示，导热油经过导热油泵4后经过导热油集热场1加热，一条支路通向导热油—熔盐换热器5，进行储热或放热，另一条支路通向导热油—蒸汽换热器25-1，25-2，25-3，25-4，导热油加热蒸汽后，回到导热油泵4的入口。
由于导热油有最高使用温度的限制(不能高于400℃)，因此导致经过导热油—蒸汽换热器25-1，25-2，25-3，25-4换热后的主蒸汽参数较低(<400℃)，造成电站发电效率不高；另外由于导热油—熔盐换热器5端差的存在，导致在放热模式时主蒸汽参数低于设计参数，因此在储热模式电站发电效率进一步降低。
实用新型内容
本实用新型提出了一种双回路太阳能热发电电站的传热蓄热系统，用于解决导热油作为换热介质时，太阳能热发电电站的发电效率低的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为提供一种双回路太阳能热发电电站的热交换系统，包括导热油热交换系统，还包括熔盐热交换系统，该系统包括，熔盐集热场、第一储能罐及第一熔盐-蒸汽换热器；
所述熔盐集热场连接第一储能罐及导热油热交换系统中的第二储能罐，用于加热从第二储能罐输入至熔盐集热场的熔盐，将加热后的熔盐输出至第一储能罐；
所述第一熔盐-蒸汽换热器连接第一储能罐、第二储能罐、汽轮机低压缸及汽轮机高压缸，用于将第一储能罐输出的熔盐的能量交换给汽轮机低压缸输出的蒸汽，第一储能罐输出的熔盐换热后输入第二储能罐中，汽轮机低压缸输出的蒸汽换热后输入汽轮机高压缸。
本实用新型一实施例中，熔盐热交换系统还包括盐泵，设置于第一储能罐的输出管路上，用于加速熔盐的流动。
本实用新型一实施例中，熔盐热交换系统还包括第二熔盐-蒸汽换热器，连接第一储能罐、第二储能罐、汽轮机低压缸及导热油热交换系统中的导热油-蒸汽换热器，用于将第一储能罐输出的熔盐的能量交换给导热油热交换系统中的导热油-蒸汽换热器输出的蒸汽，第一储能罐输出的熔盐换能后输入第二储能罐中，导热油热交换系统中的导热油-蒸汽换热器输出的蒸汽加热后输入汽轮机低压缸。
本实用新型一实施例中，熔盐热交换系统还包括熔盐加热锅炉，通过管路连接第一储能罐及第二储能罐，用于加热第二储能罐输送给第一储能罐的熔盐。
本实用新型提出的一种新的双回路太阳能热发电电站的热交换系统，形成有两条传热储热回路，一条回路为使用导热油作为换热介质的低温段(100℃～393℃)，一条回路为使用熔盐作为换热介质的高温段(200℃～600℃)；本实用新型由于熔盐高温段的作用，可以提高主蒸汽参数至500℃以上，从而提高发电效率；另在系统处于放热模式时，基于第一储能罐储存的能量，熔盐高温段的参数并不会被影响，因此主蒸汽参数不会降低，发电效率也不会降低。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
图1为现有技术太阳能光热电站系统结构图；
图2为本实用新型一实施例的双回路太阳能热发电电站的传热蓄热系统结构图；
图3为本实用新型另一实施例的双回路太阳能热发电电站的传热蓄热系统结构图；
图4为本实用新型一实施例的双回路太阳能热发电电站的结构图。
附图符号说明：
1.导热油集热场3.导热油辅助锅炉
4.导热油泵5.导热油—熔盐换热器
6.高温熔盐泵7.储能罐
8.储能罐9.低温盐泵
14.高压加热器15.给水泵
16.除氧器17.低压加热器
18.凝结水泵19.循环水泵
20.凝汽器21.汽轮机高压缸
22.汽轮机低压缸23.发电机
24.冷却塔25.导热油—蒸汽换热器
具体实施方式
为了使本实用新型的技术特点及效果更加明显，下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步说明，本实用新型也可有其他不同的具体实例来加以说明或实施，任何本领域技术人员在权利要求范围内做的等同变换均属于本实用新型的保护范畴。
本实施例所述的“连接”为通过连通管连接，本申请对各连通管的尺寸不做限制，可根据需求或零部件的输入输出接口大小设定。
如图2所示，图2为本实用新型一实施例的双回路太阳能热发电电站的传热蓄热系统结构图。
本实施例在现有的导热油热交换系统的基础上，增加了一个熔盐热交换系统，该系统使用熔盐作为换热介质，能够提高主蒸汽参数，从而提高发电效率。
具体的，熔盐热交换系统包括：熔盐集热场101、第一储能罐102及第一熔盐-蒸汽换热器103-1；
所述熔盐集热场101连接第一储能罐102及导热油热交换系统中的第二储能罐7，用于加热从第二储能罐7输入至熔盐集热场101的熔盐，将加热后的熔盐输出至第一储能罐102；
所述第一熔盐-蒸汽换热器103-1连接第一储能罐102、第二储能罐7、汽轮机低压缸21及汽轮机高压缸22，用于将第一储能罐输出的熔盐的能量交换给汽轮机低压缸输出的蒸汽。
具体的，第一熔盐-蒸汽换热器103-1的熔盐输入端连接第一储能罐102，第一熔盐-蒸汽换热器103-1的熔盐输出端连接第二储能罐7，第一熔盐-蒸汽换热器103-1的蒸汽输入端连接汽轮机低压缸21的输出端，第一熔盐-蒸汽换热器103-1的蒸汽输出端连接汽轮机高压缸22的输入端，第一储能罐102输出的熔盐换热后输入第二储能罐7中，汽轮机低压缸21输出的蒸汽换热后输入汽轮机高压缸22。
本实施例能够提高主蒸汽的温度，将汽轮机低压缸输出的蒸汽再次加热能够减少能量浪费。
本实用新型一实施例中，熔盐热交换系统还包括盐泵104，设置于第一储能罐102的输出管路上，用于加速熔盐的流动。
如图3所述，本实用新型一实施例中，熔盐热交换系统还包括第二熔盐-蒸汽换热器103-2，连接第一储能罐102、第二储能罐7、汽轮机低压缸22及导热油热交换系统中的导热油-蒸汽换热器25-2，用于将第一储能罐输出的熔盐的能量交换给导热油热交换系统中的导热油-蒸汽换热器输出的蒸汽。
具体的，第二熔盐-蒸汽换热器103-2的熔盐输入端连接第一储能罐102，第二熔盐-蒸汽换热器103-2的熔盐输出端连接第二储能罐7，第二熔盐-蒸汽换热器103-2的蒸汽输入端连接导热油热交换系统中的导热油-蒸汽换热器25-2的蒸汽输出端，第二熔盐-蒸汽换热器103-2的蒸汽输出端连接汽轮机低压缸21的输入端，第一储能罐102输出的熔盐换能后输入第二储能罐7中，导热油热交换系统中的导热油-蒸汽换热器25-2输出的蒸汽加热后输入汽轮机低压缸21。
本实施例采用第二熔盐—蒸汽换热器103-2对导热油热交换系统输出的蒸汽进一步加热，能够在放热模式时，消除源系统导热油—熔盐换热器端差对主蒸汽压力的影响。
本实用新型一实施例中，熔盐热交换系统还包括熔盐加热锅炉105，通过管路连接第一储能罐102及第二储能罐7，用于加热第二储能罐7输送给第一储能罐102的熔盐。
本实用新型一实施例中，熔盐-蒸汽热换热器的蒸汽输入端与汽轮机低压缸输出端之间还连接有导热油-蒸汽换热器，先由导热油-蒸汽换热器中的导热油对汽轮机低压缸输出的蒸汽进行加热，再由熔盐-蒸汽换热器中的熔盐对蒸汽进行加热。
本实施例能够提高汽轮机高压缸的主蒸汽压力稳定性，从而提高发电效率。
为了更清楚的说明本申请的技术方案，下面以一详细实施例说明。
如图4所示，本实施例中，第一储热罐102中熔盐的温度最高，被称为高温储能罐，储能罐9中熔盐的温度小于第一储能罐大于储能罐8，被称为中温储能罐，储能罐8被称为低温储能罐。
导热油循环回路为：导热油经过导热油泵4后经过导热油集热场4加热，一条支路经过导热油—熔盐换热器5与熔盐换热，将能量存储于储能罐7中，或从储能罐7获取能量；另一条支路经过导热油—蒸汽换热器25-1、25-2、25-3、25-4，导热油加热蒸汽后，回到导热油泵4的入口。
在太阳直射辐射强度不足时，启动导热油辅助锅炉3加热导热油管路中的导热油。
熔盐循环回路为：中温储能罐7中的熔盐经过盐泵6输出，一条支路经过导热油—熔盐换热器5与导热油换热，热交换后到达低温盐罐8，另一条支路经过熔盐集热场101加热，将加热后的熔盐送至高温储能罐102，高温盐泵104将高温储能罐102中的高温熔盐输出，形成两条支路，一条经过熔盐—蒸汽换热器103-1换热后回到中温储能罐7，另一条经过熔盐—蒸汽换热器103-2换热后回到中温储能罐7。
熔盐辅助锅炉105在太阳直射辐射强度不足时启动，以加热熔盐管路中的熔盐。
蒸汽循环回路：冷却塔24中的冷水通过循环水泵送至凝汽器20冷却高压缸输出的蒸汽，使蒸汽凝结成水，凝结水泵18将凝结成的水输送至低压加热器17加热，加热后送入除氧器16除氧，给水泵15将除氧后的水送至高压加热器14加热，加热后形成蒸汽，蒸汽通过导热油—蒸汽换热器25-4、25-3、25-2、103-2加热后输入至汽轮机低压缸21做功，汽轮机低压缸21输出的蒸汽通过导热油—蒸汽换热器25-1及熔盐—蒸汽换热器103-1加热后送至汽轮机高压缸22做功。
本实用新型提出的一种新的双回路太阳能热发电电站的热交换系统，形成有两条传热储热回路，一条回路为使用导热油作为换热介质的低温段(100℃～393℃)，一条回路为使用熔盐作为换热介质的高温段(200℃～600℃)；本实用新型由于熔盐高温段的作用，可以提高主蒸汽参数至500℃以上，从而提高发电效率；另在系统处于放热模式时，基于第一储能罐储存的能量，熔盐高温段的参数并不会被影响，因此主蒸汽参数不会降低，发电效率也不会降低。
以上所述仅用于说明本申请的技术方案，任何本领域普通技术人员均可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本实用新型的权利保护范围应视权利要求范围为准。
Claims (4)
1.一种双回路太阳能热发电电站的热交换系统，包括导热油热交换系统，其特征在于，还包括熔盐热交换系统，所述熔盐热交换系统包括，熔盐集热场、第一储能罐及第一熔盐-蒸汽换热器；
所述熔盐集热场连接第一储能罐及导热油热交换系统中的第二储能罐，用于加热从第二储能罐输入至熔盐集热场的熔盐，将加热后的熔盐输出至第一储能罐；
所述第一熔盐-蒸汽换热器连接第一储能罐、第二储能罐、汽轮机低压缸及汽轮机高压缸，用于将第一储能罐输出的熔盐的能量交换给汽轮机低压缸输出的蒸汽，第一储能罐输出的熔盐换热后输入第二储能罐中，汽轮机低压缸输出的蒸汽换热后输入汽轮机高压缸。
2.如权利要求1所述的双回路太阳能热发电电站的热交换系统，其特征在于，还包括盐泵，设置于第一储能罐的输出管路上，用于加速熔盐的流动。
3.如权利要求1所述的双回路太阳能热发电电站的热交换系统，其特征在于，还包括第二熔盐-蒸汽换热器，连接第一储能罐、第二储能罐、汽轮机低压缸及导热油热交换系统中的导热油-蒸汽换热器，用于将第一储能罐输出的熔盐的能量交换给导热油热交换系统中的导热油-蒸汽换热器输出的蒸汽，第一储能罐输出的熔盐换能后输入第二储能罐中，导热油热交换系统中的导热油-蒸汽换热器输出的蒸汽加热后输入汽轮机低压缸。
4.如权利要求1所述的双回路太阳能热发电电站的热交换系统，其特征在于，还包括熔盐加热锅炉，通过管路连接第一储能罐及第二储能罐，用于加热第二储能罐输送给第一储能罐的熔盐。
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|---|---|---|---|---|
| CN109184831A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-01-11 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | 一种供能侧可多能切换、解耦型热储能多能供应系统 |
| CN110701595A (zh) * | 2019-10-23 | 2020-01-17 | 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 | 一种两级过热和再热的塔槽蒸汽发生系统 |
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| CN110701595B (zh) * | 2019-10-23 | 2021-01-26 | 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 | 一种两级过热和再热的塔槽蒸汽发生系统 |
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