CN211424723U - 一种塔式太阳能熔盐吸热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种塔式太阳能熔盐吸热系统，包括低温熔盐罐、低温熔盐泵、上升管、入口缓冲罐、吸热器、熔盐汇集弯管、下降管以及高温熔盐罐。优点：取消了出口缓冲罐，减少了支撑塔的顶部荷载，节省了出口缓冲罐内留存的熔盐的成本，也节省了出口缓冲罐及其附属设施的建设成本；同时，增大了吸热器的布局空间；通过增设熔盐汇集弯管和环式缓冲管，可确保高温熔盐平稳的进入高温熔盐罐，避免盐击事故的发生；在全场失电等紧急情况发生时，入口缓冲罐可为吸热器提供低温熔盐，以防止吸热器内的熔盐流量不足而导致吸热器被烧毁的情况发生，可为工作人员处理紧急情况争取时间。

Description

一种塔式太阳能熔盐吸热系统

技术领域：

本实用新型涉及塔式太阳能领域，尤其涉及一种塔式太阳能熔盐吸热系统。

背景技术：

塔式太阳能熔盐吸热系统作为塔式太阳能热发电系统的重要组成部分，对于塔式太阳能热发电系统能否正常运行起关键作用。

目前，常用的塔式太阳能熔盐吸热系统通常是低温熔盐罐内的低温熔盐首先经低温熔盐泵组通过上升管被驱动至位于高达200多米的支撑塔顶的吸热器内，然后由熔盐分配管道将熔盐分配至入口缓冲罐和吸热器换热管屏，通过熔盐分配管道上的调节阀控制入口缓冲罐内的熔盐液位以及吸热器换热管屏内的熔盐流量。进入吸热器换热管屏的熔盐被加热后，通过下降管直接回到高温熔盐罐内。为了对进入高温熔盐罐的高温熔盐起缓冲作用，使高温熔盐缓慢均匀的进入高温熔盐罐，一来保证高温熔盐的连续稳定，二来减小对高温熔盐罐的冲击，通常在吸热器换热管屏的熔盐出口端还要设置出口缓冲罐。由于出口缓冲罐同入口缓冲罐一样，均是设置在支撑塔顶上的吸热器内，使得设置在其顶部的吸热器(按照100MW塔式电站吸热器计)重量多达2000t，且支撑塔属于高耸结构，其顶端摆幅受到定日镜场的限制，这无疑加大了支撑塔的设计难度；同时，由于出口缓冲罐内需要留存一定容积的高温熔盐，一方面增加了熔盐总量，增加了系统的运行成本，另一方面也增加了熔盐泄漏的风险；经吸热器换热管屏加热的高温熔盐温度可达570℃，所以出口缓冲罐及其附属设施，均需要采用耐高温的金属材料制成，例如347H不锈钢，这些材料价格非常昂贵，导致项目建设成本的大量增加；此外，下降管直接连通高温熔盐罐内的熔盐分配装置，一旦下降管内的节流装置发生故障，将发生盐击事故，会直接损毁高温熔盐罐内的熔盐分配装置，则需要机组停机，拆开高温熔盐罐进行检修，操作难度和安全风险非常大。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、安全可靠、连续稳定的塔式太阳能熔盐吸热系统。

本实用新型由如下技术方案实施：

一种塔式太阳能熔盐吸热系统，包括低温熔盐罐、低温熔盐泵、上升管、入口缓冲罐、吸热器、熔盐汇集弯管、下降管以及高温熔盐罐；

所述低温熔盐罐的熔盐出口通过所述上升管与熔盐分配管道的进口端连通，所述熔盐分配管道的出口端分两路，一路与所述入口缓冲罐连通，另一路与吸热器的熔盐进口端连通；所述吸热器的熔盐出口通过管道与所述熔盐汇集弯管的U形弯管段的进口端连通，所述熔盐汇集弯管的水平直管段的出口端与所述下降管的进口端连通，所述下降管的出口端与所述高温熔盐罐的熔盐进口连通；

在所述上升管上设有低温熔盐泵，在连通所述上升管与所述入口缓冲罐和所述上升管与所述吸热器的熔盐分配管道上均设有调节阀。

进一步的，其还包括环式缓冲管，所述下降管的出口端与所述环式缓冲管的进口端连通，所述环式缓冲管的出口端与所述高温熔盐罐的熔盐进口连通。

进一步的，在连通所述吸热器与所述熔盐汇集弯管的管道上开设有排真空口，所述排真空口与大气连通，且在所述排真空口处设有滤网和双向呼吸阀。

进一步的，所述熔盐汇集弯管包括所述U形弯管段和所述水平直管段，所述U形弯管段的出口端与所述水平直管段的进口端连通。

进一步的，其还包括排盐管道，所述排盐管道的进口端与所述U形弯管段的最底部连通，所述排盐管道的出口端与所述下降管连通；在所述排盐管道上设有排盐阀。

进一步的，其还包括旁路管道，所述旁路管道的进口端与所述上升管连通，所述旁路管道的出口端与所述下降管连通；在所述旁路管道上设有旁路阀。

进一步的，其还包括回流管道，所述回流管道的进口端与位于所述旁路管道出口端下游的所述下降管连通，所述回流管道的出口端与所述低温熔盐罐的熔盐回流口连通；在所述回流管道上设有回流阀。

本实用新型的优点：

本实用新型取消了常规系统中的出口缓冲罐，减少了支撑塔的顶部荷载，降低了支撑塔的设计难度，不仅节省了出口缓冲罐内留存的熔盐的成本，也节省了出口缓冲罐及其附属设施的建设成本；同时，增大了吸热器的布局空间，便于优化吸热器的内部结构布局；通过增设熔盐汇集弯管和环式缓冲管，可对对高温熔盐起缓冲稳流作用，确保高温熔盐平稳的进入高温熔盐罐，避免盐击事故的发生，进而保障了高温熔盐罐内熔盐分配装置的安全运行，降低了高温熔盐罐的检修频率；排真空口可将管道内真空排出，防止管道内因局部真空而导致高温熔盐流通不畅；在全场失电等紧急情况发生时，入口缓冲罐可为吸热器提供低温熔盐，以防止吸热器内的熔盐流量不足而导致吸热器被烧毁的情况发生，可为工作人员处理紧急情况争取时间；当系统启动初期，入口缓冲罐内留存的低温熔盐可作为流量补偿，进而保证进入吸热器的低温熔盐的流量维持在稳定状态。

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为本实施例的结构示意图；

图中：低温熔盐罐1、低温熔盐泵2、上升管3、入口缓冲罐4、吸热器5、熔盐汇集弯管6、下降管7、高温熔盐罐8、熔盐分配管道9、调节阀10、环式缓冲管11、排真空口12、旁路管道13、旁路阀14、回流管道15、回流阀16、排盐管道17、排盐阀18。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

如图1所示的一种塔式太阳能熔盐吸热系统，包括低温熔盐罐1、低温熔盐泵2、上升管3、入口缓冲罐4、吸热器5、熔盐汇集弯管6、下降管7以及高温熔盐罐8；低温熔盐罐1的熔盐出口通过上升管3与熔盐分配管道9的进口端连通，熔盐分配管道9的出口端分两路，一路与入口缓冲罐4连通，另一路与吸热器5的熔盐进口端连通；熔盐汇集弯管6包括U形弯管段和水平直管段，U形弯管段的出口端与水平直管段的进口端连通。吸热器5的熔盐出口通过管道与熔盐汇集弯管6的U形弯管段的进口端连通，熔盐汇集弯管6的水平直管段的出口端与下降管7的进口端连通，下降管7的出口端与高温熔盐罐8的熔盐进口连通；本实施例中，吸热器5包括两个并列设置的吸热器5；在正常工况下，两个吸热器5同时运行，提高了系统的吸热效率；当其中一个吸热器5出现故障时，只需关闭对应的调节阀10，使另一个吸热器5独立运行，可保证系统连续运行，无需停机。本实施例还包括排盐管道17，排盐管道17的进口端与U形弯管段的最底部连通，排盐管道17的出口端与下降管7连通；在排盐管道17上设有排盐阀18。

在上升管3上设有低温熔盐泵2，在连通上升管3与入口缓冲罐4和上升管3与吸热器5的熔盐分配管道9上均设有调节阀10。

本实施例还包括环式缓冲管11，下降管7的出口端与环式缓冲管11的进口端连通，环式缓冲管11的出口端与高温熔盐罐8的熔盐进口连通。

在连通吸热器5与熔盐汇集弯管6的管道上开设有排真空口12，排真空口12与大气连通，且在排真空口12处设有滤网和双向呼吸阀。排真空口12可将管道内真空排出，防止管道内因局部真空而导致高温熔盐流通不畅。

本实施例还包括旁路管道13，旁路管道13的进口端与上升管3连通，旁路管道13的出口端与下降管7连通；在旁路管道13上设有旁路阀14。本实施例还包括回流管道15，回流管道15的进口端与位于旁路管道13出口端下游的下降管7连通，回流管道15的出口端与低温熔盐罐1的熔盐回流口连通；在回流管道15上设有回流阀16。

工作过程：

低温熔盐罐1内的低温熔盐在低温熔盐泵2的驱动下，经上升管3进入熔盐分配管道9内，在正常情况下，通过设置各个调节阀10的开闭，使入口缓冲罐4内的低温熔盐的液位维持在一定水平，并保证吸热器5内的熔盐流量维持不变；进入吸热器5内的低温熔盐被加热变为高温熔盐后，首先进入熔盐汇集弯管6，在熔盐汇集弯管6的U形弯管段，可对高温熔盐起到汇集、缓冲、稳流作用；高温熔盐之后经过下降管7进入环式缓冲管11，环式缓冲管11可进一步对高温熔盐起缓冲稳流作用，确保高温熔盐平稳的进入高温熔盐罐8。当在夜晚需要对系统内的熔盐进行排空时，由于熔盐汇集弯管6的U形弯管段容易留存一定量的熔盐，为了将此处的熔盐排空排尽，防止因夜晚温度降低，使熔盐发生凝结，可将排盐阀18打开，使熔盐汇集弯管6的U形弯管段留存的熔盐由排盐管道17、下降管7排出。

当全场失电等紧急情况发生时，低温熔盐泵2停止运行，此时，可暂时利用入口缓冲罐4内留存的低温熔盐为吸热器5提供低温熔盐，以防止吸热器5内的熔盐流量不足而导致吸热器5被烧毁的情况发生，可为工作人员处理紧急情况争取时间。同时，当系统启动初期，压力不稳定，也会使得低温熔盐的流速不稳定，同样，可利用入口缓冲罐4内留存的低温熔盐作为流量补偿，进而保证进入吸热器5的低温熔盐的流量维持在稳定状态。

当在吸热器5刚启动时，预热器处于预热阶段，为了保证吸热器5出口端的高温熔盐的温度保持在一定范围内，避免熔盐发生凝结，故，吸热器5所需的低温熔盐的流量较小，此时，可打开旁路阀14，使一部分低温熔盐经旁路管道13首先进入下降管7内，与经吸热器5加热后的高温熔盐进行融合，当二者融合后的熔盐温度高于设计值时，可直接经下降管7和环式缓冲管11进入高温熔盐罐8内；当二者融合后的熔盐温度低于设计值时，则打开回流阀16，使融合后的熔盐经回流管道15回流至低温熔盐罐1内。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种塔式太阳能熔盐吸热系统，其特征在于，包括低温熔盐罐、低温熔盐泵、上升管、入口缓冲罐、吸热器、熔盐汇集弯管、下降管以及高温熔盐罐；

所述低温熔盐罐的熔盐出口通过所述上升管与熔盐分配管道的进口端连通，所述熔盐分配管道的出口端分两路，一路与所述入口缓冲罐连通，另一路与吸热器的熔盐进口端连通；所述吸热器的熔盐出口通过管道与所述熔盐汇集弯管的U形弯管段的进口端连通，所述熔盐汇集弯管的水平直管段的出口端与所述下降管的进口端连通，所述下降管的出口端与所述高温熔盐罐的熔盐进口连通；

在所述上升管上设有所述低温熔盐泵，在连通所述上升管与所述入口缓冲罐和所述上升管与所述吸热器的所述熔盐分配管道上均设有调节阀。

2.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能熔盐吸热系统，其特征在于，其还包括环式缓冲管，所述下降管的出口端与所述环式缓冲管的进口端连通，所述环式缓冲管的出口端与所述高温熔盐罐的熔盐进口连通。

3.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能熔盐吸热系统，其特征在于，在连通所述吸热器与所述熔盐汇集弯管的管道上开设有排真空口，所述排真空口与大气连通，且在所述排真空口处设有滤网和双向呼吸阀。

4.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能熔盐吸热系统，其特征在于，所述熔盐汇集弯管包括所述U形弯管段和所述水平直管段，所述U形弯管段的出口端与所述水平直管段的进口端连通。

5.根据权利要求4所述的一种塔式太阳能熔盐吸热系统，其特征在于，其还包括排盐管道，所述排盐管道的进口端与所述U形弯管段的最底部连通，所述排盐管道的出口端与所述下降管连通；在所述排盐管道上设有排盐阀。

6.根据权利要求1—5任一所述的一种塔式太阳能熔盐吸热系统，其特征在于，其还包括旁路管道，所述旁路管道的进口端与所述上升管连通，所述旁路管道的出口端与所述下降管连通；在所述旁路管道上设有旁路阀。

7.根据权利要求6所述的一种塔式太阳能熔盐吸热系统，其特征在于，其还包括回流管道，所述回流管道的进口端与位于所述旁路管道出口端下游的所述下降管连通，所述回流管道的出口端与所述低温熔盐罐的熔盐回流口连通；在所述回流管道上设有回流阀。

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