[发明专利]熔融盐吸热器预热保温防结冻装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能热发电熔融盐吸热器预热保温防结冻装置。

背景技术

熔融盐塔式太阳能热发电技术是传热蓄热一体化的技术。由于可以实现高的运行温度及大规模的储能，所以，发电系统效率高、发电时数长可以作为基础负荷提供电力，因此，是所有可再生能源发电技术中最具商业前景的技术之一。但是，由于使用的熔融盐工质熔点高达到210℃，所以，熔融盐特别容易发生冻堵的现象。早期的法国themis和美国solar two电站都发生熔融盐吸热器冻堵而导致电站停止运行的现象。目前世界上技术最成熟的吸热器仍然采用管板式的吸热器。欧洲专利EP1873397和美国专利US6701711均提到了高温熔盐吸热器，这种高温熔盐吸热器采用的是管板式结构，这两个专利都没有涉及到如何对吸热器的预热和保温。美国桑迪亚国家实验室在《Receiver System:Lessons Learned from Solar Two》报告中报道了一种熔融盐吸热器的保温和预热方式。采用炉罩将吸热器管板联箱包住，内置辐射式电加热器通电加热联箱。这种方式的主要问题是成本高（约24万美元），而且炉罩在溢出的太阳辐射的照射下容易挠曲变形导致管板与炉罩间产生缝隙，风会顺着缝隙进入炉罩，导致保温和预热失效，从而导致吸热器管板冻堵。专利CN200810102397.X和专利201110318283.0分别描述了一种使用热管技术被动式熔融盐吸热器和一种熔融盐射流冲击吸热器，两种吸热器采用了新型的结构，侧重点在于解决吸热器表面热流不均匀导致的吸热器热应力破坏和局部烧蚀的问题，以及排盐困难的问题。专利CN201110139329.2发明了一种空气和熔融盐复合吸热器，利用空气吸热器产生的高温空气对熔融盐管路进行预热，该发明部分解决了熔融盐吸热器的预热问题，但是在夜间没有高温空气时，对于熔融盐吸热器的保温仍然无法完全解决。而且上述发明中，一旦吸热器发生冻堵，都没有很好的化冻措施，只能采用聚光太阳能直接照射吸热器表面慢慢化冻，不但热应力大，而且化冻效果差。

总之，对于熔融盐吸热器尤其是目前商业化程度最高的管板式熔融盐吸热器的保温预热防结冻问题仍然没有很好的解决。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的以下缺点，提出一种太阳能热发电熔融盐吸热器预热保温防结冻装置：

1.熔融盐吸热器采光口溢出的太阳辐射对于太阳塔及吸热器联箱的热破坏，同时造成溢出能量的损失降低太阳能热发电系统效率；

2.熔融盐吸热器采用市政电源保温和预热造成的寄生电力资源浪费；

3.熔融盐吸热器中存在的吸热管中熔融盐防冻解冻问题。

本发明采用的技术方案是：

本发明熔融盐吸热器预热保温防结冻装置主要包括光伏电池板、蓄电池、充放电控制器、逆变器、调压器和变压器，以及电极或者电加热器。光伏电池板安装在熔融盐吸热器采光口的周围，光伏电池板的输出端与蓄电池输入端相连，对蓄电池充电，对蓄电池充放电采用充放电控制器控制。蓄电池的输出端与充放电控制器的输入端相连。充放电控制器的输出端与逆变器的输入端相连，蓄电池放电时，通过逆变器将直流电转换为交流电，通过逆变器的输出端输出，然后接入调压器的输入端进行调压，调压器的输出端与变压器输入端相连，将电压变换成需要的电压等级，然后调压器的输出端直接与吸热器上的电极相连，或者与电加热器相连，对吸热器进行保温和防结冻。

本发明所述熔融盐吸热器预热保温防结冻装置可以对腔式熔融盐吸热器和外置式熔融盐吸热器进行保温预热防结冻。当对腔式熔融盐吸热器应用本装置时，光伏电池板布置在吸热器采光口的四周。当对外置式吸热器应用本装置时，光伏电池板布置在吸热器采光口的上下两端。

本发明所述熔融盐吸热器预热保温防结冻装置可以采用对熔融盐吸热器直接加热和采用电加热对熔融盐吸热器间接加热两种方式实现。采用对熔融盐吸热器直接加热时，变压器通过电线直接与吸热器上的电极相连，电流通过吸热器，利用吸热器本身金属的电阻发热对吸热器预热保温和防结冻。采用对熔融盐吸热器间接电加热时，变压器通过电线与电加热器相连，电加热发热对吸热器进行加热起到预热保温和防结冻的作用。

本发明的特点是：

1.采用光伏电池板布置在吸热器的四周或者两端，可以将吸热器采光口溢出的太阳能转化为电能作为预热保温防结冻的电源；

2.光伏电池板发的电存储在蓄电池中，采用充放电控制器根据实际需要对吸热器放电进行预热保温和防结冻；

3.采用调压器和变压器对加在吸热器上的电流进行控制，以达到预热保温和防结冻所需要的不同能量要求。