[实用新型]光热发电熔盐储能系统过热蒸汽发生装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光热发电领域，尤其是一种光热发电熔盐储能系统过热蒸汽发生装置。

背景技术

光、热能中高温热利用技术作为低成本且具有规模化前景的清洁能源技术，是我国国民经济可持续发展的战略性新能源技术。光、热能中高温热利用系统主要由聚光系统、吸热系统、蓄热系统以及热利用装置组成。由于光、热能具有间歇性和不稳定性，很难满足工业化大规模连续稳定供能的要求，因此必须发展高效蓄热技术，才能有效解决太阳能转换、传输与储存问题。

熔盐由于具有热容大、稳定性高、工作温度范围广的显著优势，是目前中高温光、热能热利用系统中广泛采用的传热与蓄热介质。由于蒸汽的输运和使用方便，目前蒸汽广泛应用于发电、化工、食品等行业，因此如何把熔盐蓄热转化为蒸汽也就成为太阳能中高温热利用的关键技术之一。

光、热能产蒸汽是太阳能规模化利用的重要形式，目前有多种基于玻璃真空管集热的蒸汽发生器，而基于熔盐传热蓄热功能的蒸汽发生器有套管式蒸气发生装置。熔盐套管式蒸气发生装置使用夹套外壁耐高温选择性涂层吸收太阳辐射能，并将吸收热量传递给熔盐套管内的熔盐，进一步传给蛇形内管的水形成蒸汽。在太阳能热发电等规模化的太阳能中高温热利用系统中，熔盐套管式蒸气发生装置存在一些缺陷：(1)由于管壁吸收的热能遁过套管内熔盐直接传给管内水工质，熔盐主要起传热作用，并且由于套管内熔盐的蓄热量较少，熔盐工质与熔盐槽的蓄热功能并未得到充分应用；(2)由于套管外太阳能辐射的实时变化，套管内熔盐内能变化与蒸发过程相耦合，套管系统整个传热过程和水蒸汽的参数不易控制；(3)由于蛇形吸热管本体结构较为复杂，其套管的加工难度大，因此难于规模化利用；(4)系统大多为单级，无法产生过热蒸汽。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种能够产生高温过热蒸汽、安全可靠的光热发电熔盐储能系统过热蒸汽发生装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光热发电熔盐储能系统过热蒸汽发生装置，包括外层加固罐体以及设置在外层加固罐体内、相互连通的干燥级罐体、饱和蒸汽级罐体和蒸汽发生级罐体3个内置罐体，所述的3个内置罐体与外层加固罐体之间填充有保温层；所述的3个内置罐体内均设置有螺旋盘管，并且3个内置罐体内的螺旋盘管通过连接管路相连通；所述的蒸汽发生级罐体产生的蒸汽依次经过饱和蒸汽级罐体和蒸汽发生级罐体后转换为高压过热干燥蒸汽通过干燥级罐体顶端设置的蒸汽出口排出外层加固罐体外部。

具体的说，为了能够高温蒸汽，本实用新型所述的蒸汽发生级罐体的内腔上端设置有喷淋器，所述的喷淋器的一端通过管路连通设置在外层加固罐体外表面的高温水进口；喷淋器的上方、下方螺旋盘管设置有高温雾化滤网；

为了在喷淋的过程中很好的控制高温水的流量，本实用新型所述的蒸汽发生级罐体的内腔壁上设置有水位控制仪；所述的水位控制仪设置在距离蒸汽发生级罐体底部的三分之一的高度处。

本实用新型所述的蒸汽发生级罐体的下端设置有高温熔盐载热体出口，所述的高温熔盐载热体出口连通蒸汽发生级罐体内腔的螺旋盘管；所述的蒸汽发生级罐体的下端还设置有高温加热介质出口。所述的蒸汽发生级罐体与饱和蒸汽级罐体之间的连接通道上设置有配合工作的测压仪表和高温高压控制阀。

再进一步的说，本实用新型所述的干燥级罐体的上端设置有与罐体内腔相通的高温预热介质进口；干燥级罐体内的螺旋盘管连通外层加固罐体上端设置的高温熔盐载热体进口，所述的进口上加装有氮气进口。

更进一步的说，为了节省空间，本实用新型所述的外层加固罐体以及其内部的3个内置罐体均为立式结构。

同时，本实用新型所述的光热发电熔盐储能系统过热蒸汽发生装置的运行方法如下：

1)从干燥级罐体的高温预热介质进口向3个内置罐体内通入高温预热介质进行预热；

2)从干燥级罐体的高温熔盐载热体进口通入高温熔盐载热体，载热体通过螺旋盘管依次提升干燥级罐体、饱和蒸汽级罐体和蒸汽发生级罐体的罐体温度；

3)通过高温水通过进口注入高温水至喷淋器，喷淋器喷洒高温水向雾化滤网，使高温热水形成细小雾气，并高温加热的螺旋盘管充分接触转换为高温蒸汽；

4)当上述高温蒸汽压力达到设置的额定值时，高温高压调节阀门打开，高温高压蒸汽进入饱和蒸汽级罐体，通过进一步加热使其转化为饱和蒸汽；

5)饱和蒸汽通过连接通道进入干燥级罐体，进一步转换为高压过热干燥蒸汽，通过蒸汽出口流出。