CN217031638U - 一种塔式光热电站熔盐循环系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种塔式光热电站熔盐循环系统，包括冷盐罐、吸热器组件和热盐罐，所述冷盐罐通过上升管连接吸热器组件，所述吸热器组件通过下降管连接热盐罐，所述上升管上设置上升调节阀，所述下降管上设置下降调节阀；所述上升管和下降管之间连接充盐管道，所述充盐管道上设置充盐调节阀，且所述充盐管道连接于上升调节阀和下降调节阀的上方；所述下降管上靠近吸热器组件的位置上设置温度测量装置。本实用新型所公开的熔盐循环系统可以实现对下降管缓慢自下而上充盐，有效减少热冲击和冲刷带来的应力作用，保证下降管系统安全稳定运行。

Description

一种塔式光热电站熔盐循环系统

技术领域

本实用新型涉及塔式光热电站技术领域，特别涉及一种塔式光热电站熔盐循环系统。

背景技术

塔式太阳能光热发电一般采用熔盐作为吸热、储热介质。如图1所示，塔式熔盐太阳能光热发电吸热过程是将290℃左右冷熔盐从冷盐罐1中抽出通过上升管4输送至位于塔顶的吸热器15，冷熔盐在吸热器15中吸收镜场辐射能量后被加热到565℃，然后借助重力通过下降管10回流到热盐罐13中。

当临近夜晚阳光入射能量不足时，吸热器15进入停机状态。为了减少整个系统的热损失，防止熔盐设备及管道发生凝固引发安全事故，吸热器15、上升管4、下降管10等整个系统内的熔盐会被疏放到熔盐罐内，整个系统排空。第二天重新对系统充盐，进入正常运行模式。塔式太阳能光热发电机组每天重复充盐-疏盐的过程。

塔式光热机组塔高一般在150～250米之间，塔式光热机组在启机充盐时首先对上升管- 吸热器旁路管-下降管回路进行充盐，此回路充满后建立熔盐循环系统，在吸热器温度满足充盐条件后再对吸热器本体进行充盐。在充盐过程中，当上升管4-吸热器旁路管8充满时，由于吸热器旁路管8布置在吸热塔顶，熔盐会完全依靠重力自流作用充满下降管10，充盐速率很难控制。并且由于高差较大，熔盐自流速度很大，下降管10上的下降调节阀11容易出现受冲击震动情况。光热机组需要每天启停，长时间的冲刷汽蚀，下降调节阀极易发生损坏泄漏，会对光热电站的安全运行带来不利影响。因此，需要一种造价低廉、能够长期安全稳定运行的塔式光热电站熔盐循环系统。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种塔式光热电站熔盐循环系统，以达到可以实现对下降管缓慢自下而上充盐，有效减少热冲击和冲刷带来的应力作用，保证下降管系统安全稳定运行的目的。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种塔式光热电站熔盐循环系统，包括冷盐罐、吸热器组件和热盐罐，所述冷盐罐通过上升管连接吸热器组件，所述吸热器组件通过下降管连接热盐罐，所述上升管上设置上升调节阀，所述下降管上设置下降调节阀；所述上升管和下降管之间连接充盐管道，所述充盐管道上设置充盐调节阀，且所述充盐管道连接于上升调节阀和下降调节阀的上方；所述下降管上靠近吸热器组件的位置上设置温度测量装置。

上述方案中，所述吸热器组件包括进口缓冲罐、吸热器和出口缓冲罐，所述上升管连接进口缓冲罐的入口，所述出口缓冲罐的出口连接下降管，所述吸热器的入口连接进口缓冲罐的出口，所述吸热器的出口连接出口缓冲罐的入口，所述进口缓冲罐的出口还通过吸热器旁路管连接下降管。

进一步的技术方案中，所述温度测量装置设置于吸热器旁路管和下降管连接的位置下方。

进一步的技术方案中，所述吸热器旁路管上设置吸热器旁路阀，所述吸热器的入口管路上设置入口调节阀。

上述方案中，所述下降管上位于下降调节阀的下方设置下降隔离阀，所述下降管上位于下降调节阀和下降隔离阀之间设置连接冷盐罐的下降旁路管，所述下降旁路管上设置下降旁路阀。

上述方案中，所述冷盐罐内设置冷盐泵连接上升管，为熔盐上升提供动力。

上述方案中，所述冷盐罐内设置调温泵连接冷盐管路，所述热盐罐内设置热盐泵连接热盐管路，所述冷盐管路和热盐管路汇合后去蒸汽发生器系统。

进一步的技术方案中，所述进口缓冲罐上设置压缩空气入口，所述压缩空气入口处设置压缩空气调节阀，可以调节进口缓冲罐内压力。

通过上述技术方案，本实用新型提供的一种塔式光热电站熔盐循环系统具有如下有益效果：

1、本实用新型可以实现对下降管缓慢充盐，有效减少了热冲击和冲刷带来的应力作用，保证下降管系统安全稳定运行。

2)本实用新型充盐方式实现对下降管自下而上充盐，可以有效的保护下降调节阀，并且有利于下降管内气体的排出。

3)本实用新型增加的温度测量装置可以有效的监测下降管温度变化，从而判断下降管内液位，方便运行人员进行下一步操作。

4)本实用新型只需在原来熔盐循环系统基础上增加充盐管道、充盐调节阀和温度测量装置，由于充盐需要流量较小，管道及阀门管径均较小，只需要增加很少投资即可解决传统机组充盐问题。

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。

图1为现有的塔式光热电站熔盐循环系统示意图；

图2为本实用新型实施例所公开的一种塔式光热电站熔盐循环系统示意图。

图中，1、冷盐罐；2、冷盐泵；3、调温泵；4、上升管；5、上升调节阀；6、进口缓冲罐；7、吸热器旁路阀；8、吸热器旁路管；9、出口缓冲罐；10、下降管；11、下降调节阀； 12、下降旁路管；13、热盐罐；14、热盐泵；15、吸热器；16、充盐调节阀；17、充盐管道； 18、温度测量装置；19、下降旁路阀；20、下降隔离阀；21、入口调节阀；22、压缩空气调节阀；23、冷盐管路；24、热盐管路。

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。

本实用新型提供了一种塔式光热电站熔盐循环系统，如图2所示，包括冷盐罐1、吸热器组件和热盐罐13，冷盐罐1通过上升管4连接吸热器组件，吸热器组件通过下降管10连接热盐罐13，上升管4上设置上升调节阀5，下降管10上设置下降调节阀11。上升管4和下降管10之间连接充盐管道17，充盐管道17上设置充盐调节阀16，且充盐管道17连接于上升调节阀5和下降调节阀11的上方；下降管10上靠近吸热器组件的位置上设置温度测量装置18，用于对下降管10中的熔盐温度进行测量，以便工作人员控制熔盐流动过程。

具体的，吸热器组件包括进口缓冲罐6、吸热器15和出口缓冲罐9，上升管4连接进口缓冲罐6的入口，出口缓冲罐9的出口连接下降管10，吸热器15的入口连接进口缓冲罐6的出口，吸热器15的出口连接出口缓冲罐9的入口，进口缓冲罐6的出口还通过吸热器旁路管8连接下降管10，温度测量装置18设置于吸热器旁路管8和下降管10连接的位置下方。吸热器旁路管8上设置吸热器旁路阀7，吸热器15的入口管路上设置入口调节阀21。

下降管10上位于下降调节阀11的下方设置下降隔离阀20，下降管10上位于下降调节阀11和下降隔离阀20之间设置连接冷盐罐1的下降旁路管12，下降旁路管12上设置下降旁路阀19，用于充盐过程中形成循环回路。

冷盐罐1内设置冷盐泵2连接上升管4，为熔盐上升提供动力。

冷盐罐1内设置调温泵3连接冷盐管路23，热盐罐13内设置热盐泵14连接热盐管路24，冷盐管路23和热盐管路24汇合后去蒸汽发生器系统，用于汽轮机发电机组进行发电。

进口缓冲罐6上设置压缩空气入口，压缩空气入口处设置压缩空气调节阀22，可以调节进口缓冲罐6内压力。

本实用新型的熔盐循环系统的工作过程如下：

1)机组启机充盐时，冷盐罐1内熔盐温度为290℃左右，首先开启冷盐泵2，设定冷盐泵2转速至较低的充盐工况转速；

2)开启上升管4上的上升调节阀5，熔盐从冷盐罐1输送至上升管4；

3)开启充盐调节阀16，熔盐从上升管4进入充盐管道17，同时对下降管10进行充盐；

4)保持上升调节阀5在较小开度，冷盐泵2维持在较小流量，确保上升管4、下降管10 内同液位上升；

5)当温度测量装置18检测到温度突然上升至290℃时，说明上升管4、下降管10已经充满。此时关闭充盐调节阀16，开启吸热器旁路阀7，熔盐进入进口缓冲罐6及吸热器旁路管8。开启下降管10上的下降调节阀11、下降旁路阀19。建立冷盐罐1-上升管4-进口缓冲罐6-吸热器旁路管8-下降管10-下降旁路管12-冷盐罐1的熔盐循环系统；

6)调节镜场入射能量对吸热器15本体进行预热，当吸热器15预热至350℃左右时，关闭吸热器旁路阀7，提高冷盐泵2转速，调节压缩空气调节阀22开度以提高进口缓冲罐6内压力，同时打开吸热器15入口处的入口调节阀21，以较高的流量对吸热器15本体进行充盐。当出口缓冲罐9达到设定液位时，吸热器15本体充盐完毕。此时熔盐建立冷盐罐1-上升管4-进口缓冲罐6-吸热器15-出口缓冲罐9-下降管10-下降旁路管12-冷盐罐1熔盐循环系统。

7)根据太阳辐射情况继续提高镜场至吸热器15的入射功率，熔盐在吸热器15中被加热，当出口熔盐温度达到400℃时，关闭下降旁路阀19，开启下降隔离阀20，建立冷盐罐1-上升管4-进口缓冲罐6-吸热器15-出口缓冲罐9-下降管10-热盐罐13熔盐循环系统。

当热盐罐13内有足够的熔盐时，启动调温泵3、热盐泵14，来自冷盐罐1的冷盐和来自热盐罐13的热盐混合达到设定温度，进入蒸汽发生器系统，产生蒸汽进入汽轮机发电机组发电，机组进入正常运行模式。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种塔式光热电站熔盐循环系统，包括冷盐罐、吸热器组件和热盐罐，所述冷盐罐通过上升管连接吸热器组件，所述吸热器组件通过下降管连接热盐罐，所述上升管上设置上升调节阀，所述下降管上设置下降调节阀；其特征在于，所述上升管和下降管之间连接充盐管道，所述充盐管道上设置充盐调节阀，且所述充盐管道连接于上升调节阀和下降调节阀的上方；所述下降管上靠近吸热器组件的位置上设置温度测量装置。

2.根据权利要求1所述的一种塔式光热电站熔盐循环系统，其特征在于，所述吸热器组件包括进口缓冲罐、吸热器和出口缓冲罐，所述上升管连接进口缓冲罐的入口，所述出口缓冲罐的出口连接下降管，所述吸热器的入口连接进口缓冲罐的出口，所述吸热器的出口连接出口缓冲罐的入口，所述进口缓冲罐的出口还通过吸热器旁路管连接下降管。

3.根据权利要求2所述的一种塔式光热电站熔盐循环系统，其特征在于，所述温度测量装置设置于吸热器旁路管和下降管连接的位置下方。

4.根据权利要求2所述的一种塔式光热电站熔盐循环系统，其特征在于，所述吸热器旁路管上设置吸热器旁路阀，所述吸热器的入口管路上设置入口调节阀。

5.根据权利要求1所述的一种塔式光热电站熔盐循环系统，其特征在于，所述下降管上位于下降调节阀的下方设置下降隔离阀，所述下降管上位于下降调节阀和下降隔离阀之间设置连接冷盐罐的下降旁路管，所述下降旁路管上设置下降旁路阀。

6.根据权利要求1所述的一种塔式光热电站熔盐循环系统，其特征在于，所述冷盐罐内设置冷盐泵连接上升管。

7.根据权利要求1所述的一种塔式光热电站熔盐循环系统，其特征在于，所述冷盐罐内设置调温泵连接冷盐管路，所述热盐罐内设置热盐泵连接热盐管路，所述冷盐管路和热盐管路汇合后去蒸汽发生器系统。

8.根据权利要求2所述的一种塔式光热电站熔盐循环系统，其特征在于，所述进口缓冲罐上设置压缩空气入口，所述压缩空气入口处设置压缩空气调节阀。

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