CN219014669U - 一种塔式光热熔盐储热系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种塔式光热熔盐储热系统，涉及太阳能光热发电技术领域，为了解决在熔盐换热系统中水与热盐产生热交换的过程中，存在密封不严导致水蒸气泄露的问题，其包括熔盐吸热器、热盐罐和冷盐罐，所述冷盐罐上安装有冷盐泵，所述冷盐泵与熔盐吸热器连通，所述热盐罐与熔盐吸热器连通，所述热盐罐安装有热盐泵，所述热盐罐与冷盐罐之间设置有盐水换热器，所述热盐罐顶部与冷盐罐顶部之间连通有供气体流通的连通管，所述连通管上设置有用于检测连通管内气体湿度的检测件。本申请具有及时发现熔盐储热系统的盐水换热器泄漏的效果。

Description

一种塔式光热熔盐储热系统

技术领域

本申请涉及太阳能光热发电技术领域，尤其是涉及一种塔式光热熔盐储热系统。

背景技术

目前塔式太阳能光热发电熔盐换热系统是以熔融硝酸盐为工作介质，由集热、储热和换热三部分组成。290℃ 低温熔盐通过冷盐泵从冷熔盐罐输送至吸热塔顶的熔盐吸热器，吸收太阳能后得到约 580℃的高温熔盐储存于热熔盐罐，然后通过热盐泵将高温熔盐输送至盐水换热器与水进行热交换，产生高温高压蒸汽推动汽轮机发电。

在熔盐换热系统中水与热盐产生热交换的过程中，存在密封不严导致水蒸气泄露的情况产生，如果发现不及时可能导致对周边的工作人员造成伤害的情况发生。

实用新型内容

为了及时发现盐水换热器的泄漏，从而提高塔式光热电站熔盐储热系统安全性，本申请提供一种塔式光热熔盐储热系统换热器泄漏监测。

本申请提供的一种塔式光热熔盐储热系统采用如下的技术方案：

一种塔式光热熔盐储热系统，包括熔盐吸热器、热盐罐和冷盐罐，所述冷盐罐上安装有冷盐泵，所述冷盐泵与熔盐吸热器连通，所述热盐罐与熔盐吸热器连通，所述热盐罐安装有热盐泵，所述热盐罐与冷盐罐之间设置有盐水换热器，所述热盐罐顶部与冷盐罐顶部之间连通有供气体流通的连通管，所述连通管上设置有用于检测连通管内气体湿度的检测件。

通过采用上述技术方案，冷盐罐中的硝酸盐通过冷盐泵输送至熔盐吸热器中加热，当硝酸盐加热至高温时将其输送到热盐罐中储存。需要发电时，热盐泵将高温硝酸盐泵送至盐水换热器，硝酸盐将热量传递至水中，水在高温作用下蒸发形成蒸气推动汽轮机发电。冷却后的硝酸盐进入冷盐罐，冷盐罐中的盐位上升，此时热盐罐中的盐位下降，冷盐罐的气相空间被压缩，冷盐罐内的气体上升并扩散至连通管内。监测系统对连通管内的气体湿度进行监视和记录，当盐水换热器泄露时，水会进入冷盐罐发生汽化，从而改变气体的湿度，引发检测件的警报。

作为优选，所述检测件包括安装在连通管上的在线式露点仪。

通过采用上述技术方案，在线式露点仪主要测量冷盐罐至热盐罐顶部连通管内气相露点值，根据露点值的变化程度，从而判断盐水换热器是否泄露。

作为优选，所述连通管上安装有冷却组件，用于降低连通管内经过检测件气体的温度。

通过采用上述技术方案，冷却组件能将连通管内的气体温度降低，减少因连通管内气体温度高于在线式露点仪的最高承受温度，从而造成在线式露点仪损坏的情形发生。

作为优选，所述冷却组件为温控式风冷器，所述温控式风冷器安装在所述在线式露点仪与冷盐罐之间。

通过采用上述技术方案，温控式风冷器能将连通管内气体温度调节至限定范围，从而对线式露点仪起到保护作用。

作为优选，所述连通管上安装有逆止阀，所述逆止阀位于露点仪与热盐罐之间。

通过采用上述技术方案，为了使热盐罐内的气体不易扩散至连通管内，从而对在线式露点仪造成损坏，将逆止阀安装至在线式露点仪与热盐罐之间，隔绝了热盐罐内的高温气体与线式露点仪的接触。

作为优选，所述冷却组件包括环流管，部分所述环流管缠绕于连通管的外壁上，所述环流管用于流通冷却液。

通过采用上述技术方案，环流管与连通管抵接上，环流管内流动的冷却液对连通管起到降温效果，且环流管缠绕在连通管上，增大了冷却液与连通管的接触面积，从而对连通管内有更好的降温效果，对在线式露点仪起到保护作用。

作为优选，所述环流管为闭合通路，所述冷却设备还包括冷却池，部分所述环流管位于所述冷却池内，所述冷却池内容纳有冷却液。

通过采用上述技术方案，冷却池内容纳有冷却液，冷却池内的冷却液对环流管内的冷却液进行热交换，以此提高环流管内冷却液的导热降温性能。

作为优选，所述环流管上设置有加压泵，所述加压泵为冷却液在环流管内流动提供动力。

通过采用上述技术方案，加压泵为环流管内冷却液的流通提供动力，从而起到更好的降温效果。

作为优选，所述环流管同时绕设在检测件两侧的连通管上，且环流管在位于靠近热盐罐的连通管上的绕设圈数多于位于靠近冷盐罐的连通管的绕设圈数。

通过采用上述技术方案，由于热盐罐内的气相温度高于冷盐罐内的气象温度，环流管在位于靠近热盐罐的连通管上的绕设圈数多于位于靠近冷盐罐的连通管的绕设圈数，尽可能的将热盐罐扩散至连通管内的气相温度降低至检测件的温度承受范围之内。

作为优选，所述环流管绕设在检测件靠近冷盐罐一侧的连通管上，所述连通管靠近热盐罐的部分上设置有逆止阀。

通过采用上述技术方案，环流管对检测件至冷盐罐之间的连通管内的气体降温，减少了检测件被高温气体损坏的情况出现，逆止阀将热盐罐内的气体与检测件隔绝，减少了热盐罐内的高温气体进入连通管内对检测件造成损坏。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.监测系统对连通管内的气体湿度进行监视和记录，当盐水换热器泄露时，水会进入冷盐罐发生汽化，从而改变气体的湿度，引发监测系统的警报；

2.冷却组件能将连通管内的气体温度降低，减少因连通管内气体温度太高对在线式露点仪设备造成损坏。

附图说明

图1是本申请实施例1中一种塔式光热熔盐储热系统的显示示意图；

图2是本申请实施例2中一种塔式光热熔盐储热系统的剖面示意图；

图3是本申请实施例3中一种塔式光热熔盐储热系统的显示示意图。

附图标记说明：1、熔盐吸热器；2、冷盐罐；21、冷盐泵；3、热盐罐；31、热盐泵；4、盐水换热器；5、连通管；6、在线式露点仪；7、冷却组件；71、温控式风冷器；72、逆止阀；73、冷却池；74、环流管；75、加压泵。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请公开一种塔式光热熔盐储热系统。

实施例1：

一种塔式光热熔盐储热系统，参照图1，包括热盐罐3和冷盐罐2，冷盐罐2上安装有冷盐泵21，冷盐泵21的输出端连通有熔盐吸热器1，熔盐吸热器1与热盐罐3相连通。热盐罐3上安装有热盐泵31，热盐泵31的输出端连通有盐水换热器4，盐水换热器4远离热盐泵31的一端与冷盐罐2连通。

冷盐罐2中硝酸盐通过冷盐泵21输送至熔盐吸热器1中，熔盐吸热器1吸收太阳能的热量后得到高温熔盐，并将高温熔盐输送至热盐罐3中储存。当需要进行发电时，热盐罐3中的高温熔盐通过热盐泵31泵送至盐水交换器中，高温熔盐将通入盐水交换器中的水蒸发成蒸汽从而推动汽轮机发电，高温熔盐将热量传递给水之后温度降低，并输送至冷盐罐2内。

参照图1，冷盐罐2顶部连接有连通管5，连通管5远离冷盐罐2的一端与热盐罐3的顶部连通，连通管5的中部安装有检测系统，检测系统包括在线式露点仪6，在线式露点仪6与冷盐罐2之间设置有冷却组件7，在本实施中，冷却组件7为温控式风冷器71，在线式露点仪6与热盐罐3之间的连通管5上安装有逆止阀72，隔绝了热盐罐3内的高温气体与在线式露点仪6的接触，减少了热盐罐3内的气体对在线式露点仪6造成损坏。

本申请实施例1中一种塔式光热熔盐储热系统的实施原理为：当盐水交换器中的硝酸盐放热之后，使得气体沿连通管5的流动方向只能是从冷盐罐2往热盐罐3方向移动，硝酸盐输送至冷盐罐2内，此时的热盐罐3盐位下降，冷盐罐2内的盐位升高，冷盐罐2气相空间被压缩，冷盐罐2内的气体会通过连通管5经过温控式风冷器71，温控式风冷器71对连通管5内的气体进行控温，减少因气体的温度高于在线式露点仪6最大的承受温度，而在线式露点仪6造成损害。

经过温控式风冷器71降温的气体从连通管5内扩散至在线式露点仪6处，在线式露点仪6测量冷盐罐2至热盐罐3顶部连通管5内的气相露点值。假设盐水换热器4发生了泄露，盐水换热器4中的水会流入冷盐罐2中，由于冷盐罐2中的温度大于水的蒸发温度，水进入冷盐罐2中会被汽化，导致冷盐罐2内气象空间的气体露点值发生变化，气体经过温控式风冷器71降温后扩散至连通管5内，连通管5内的在线式露点仪6测量出露点值，并将露点值记录，当露点值达到预警值会进行报警，提醒运维人员盐水换热器4存在泄漏，降低因盐水换热器4泄露造成的损失。

实施例2：

本实施例和实施例1的不同之处在于：

参照图2，冷却组件7包括了冷却池73和环流管74，环流管74为闭合回路，环流管74内流动有冷却液。部分环流管74置于冷却池73内呈多段U型布设，冷却池73内填充有冷却液，或者冷却池73内通过管道和外部提供冷却液的装置连通，另外有部分的环流管74绕设在连通管5的外侧壁上并与连通管5相抵接，环流管74上还设置有加压泵75。

当冷气罐中的气体进入连通管5时，加压泵75为环流管74内的冷却液提供动力，使冷却液在环流管74中不断流动。环流管74与连通管5抵接上，环流管74内流动的冷却液对连通管5起到降温效果，且环流管74缠绕在连通管5上，增大了冷却液与连通管5的接触面积，从而对连通管5内部有更好的降温效果，对在线式露点仪6起到保护作用。

在本实施例中，环流管74在在线式露点仪6两侧的连通管5上均绕设有多圈，且环流管74在靠近热盐罐3的一侧绕设圈数更多，各圈之间间距更小，若存在热盐罐3气体从连通管5进入在线式露点仪6的情况时，该部分气体也可以冷却至较低温度。

冷却池73中的冷却液能降低环流管74中冷却液的温度，从而能更好的降低连通管5内的气温，且冷却池73内的环流管74呈多段U型布设，增大了环流管74在冷却池73内的体积，以此提高环流管74内冷却液的冷却效果。

实施例3：

本实施例和实施例2的不同之处在于：

参照图3，在线式露点仪6与热盐罐3之间的连通管5上安装有逆止阀72，在线式露点仪6与热盐罐3之间的连通管5上缠绕有环流管74，环流管74内流动有冷却液。部分环流管74置于冷却池73内呈多段U型布设，冷却池73内填充有冷却液，环流管74上设置有加压泵75。

环流管74降低了检测件至冷盐罐2之间的连通管5内的气相温度，减少了检测件被高温气体损坏的情况出现，逆止阀72将热盐罐3内的气体与检测件隔绝，减少了热盐罐3内的高温气体进入连通管5内对检测件造成损坏。且冷却池73内的环流管74呈多段U型布设，增大了环流管74在冷却池73内的体积，以此提高环流管74内冷却液的冷却效果，加压泵75增快了环流管74内冷却液的流动速度，提高了对连通管5内的冷却效果。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种塔式光热熔盐储热系统，其特征在于，包括熔盐吸热器（1）、热盐罐（3）和冷盐罐（2），所述冷盐罐（2）上安装有冷盐泵（21），所述冷盐泵（21）与熔盐吸热器（1）连通，所述热盐罐（3）与熔盐吸热器（1）连通，所述热盐罐（3）安装有热盐泵（31），所述热盐罐（3）与冷盐罐（2）之间设置有盐水换热器（4），所述热盐罐（3）顶部与冷盐罐（2）顶部之间连通有供气体流通的连通管（5），所述连通管（5）上设置有用于检测连通管（5）内气体湿度的检测件。

2.根据权利要求1所述的一种塔式光热熔盐储热系统，其特征在于：所述检测件包括安装在连通管（5）上的在线式露点仪（6）。

3.根据权利要求2所述的一种塔式光热熔盐储热系统，其特征在于：所述连通管（5）上安装有冷却组件（7），用于降低连通管（5）内经过检测件气体的温度。

4.根据权利要求3所述的一种塔式光热熔盐储热系统，其特征在于：所述冷却组件（7）为温控式风冷器（71），所述温控式风冷器（71）安装在所述在线式露点仪（6）与冷盐罐（2）之间。

5.根据权利要求3所述的一种塔式光热熔盐储热系统，其特征在于：所述连通管（5）上安装有逆止阀（72），所述逆止阀（72）位于在线式露点仪（6）与热盐罐（3）之间。

6.根据权利要求3所述的一种塔式光热熔盐储热系统，其特征在于：所述冷却组件（7）包括环流管（74），部分所述环流管（74）缠绕于连通管（5）的外壁上，所述环流管（74）用于流通冷却液。

7.根据权利要求6所述的一种塔式光热熔盐储热系统，其特征在于：所述环流管（74）为闭合通路，所述冷却组件（7）包括冷却池（73），部分所述环流管（74）位于所述冷却池（73）内，所述冷却池（73）内容纳有冷却液。

8.根据权利要求7所述的一种塔式光热熔盐储热系统，其特征在于：所述环流管（74）上设置有加压泵（75），所述加压泵（75）为冷却液在环流管（74）内流动提供动力。

9.根据权利要求6所述的一种塔式光热熔盐储热系统，其特征在于：所述环流管（74）同时绕设在检测件两侧的连通管（5）上，且环流管（74）在位于靠近热盐罐（3）的连通管（5）上的绕设圈数多于位于靠近冷盐罐（2）的连通管（5）的绕设圈数。

10.根据权利要求6所述的一种塔式光热熔盐储热系统，其特征在于：所述环流管（74）绕设在检测件靠近冷盐罐（2）一侧的连通管（5）上，所述连通管（5）靠近热盐罐（3）的部分上设置有逆止阀（72）。

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