[实用新型]一种新型塔式太阳能光热电站熔盐吸热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的塔式太阳能光热电站熔盐吸热器，属于塔式太阳能热发电领域。

背景技术

根据聚焦方式的不同，太阳能热发电可分为蝶式、槽式、塔式三种技术方向。在2016年9月国家能源局批准的20个光热电站示范项目中，塔式项目占据9个名额，其中有7个项目均采用熔盐工质。这也预示着熔盐塔式光热发电技术将成为我国发展光热发电产业的主流技术。

熔盐塔式太阳能光热发电系统是在空旷的地面上建立一个高大的中央吸收塔，塔顶上安装固定吸热器，塔的周围地面上布置一定数量的定日镜，定日镜将太阳光聚集到塔顶的吸热器受热面上，熔盐在受热面管内被加热为高温流体，高温熔盐通过管道传递到位于地面的换热器，产生高压过热蒸汽，由高温高压蒸汽冲转汽轮机，带动发电机组发电。

由塔式太阳能光热发电系统的原理以及现有的光场定日镜控制技术的局限性可知，塔顶吸热器受热面热强度分布极为不均，热负荷集中在受热面中间部位，在极端情况下其最大热强度可达受热面边缘处的5-6倍，受热面中间部位极大的热负荷产生巨大的热应力，严重影响吸热器的安全运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种新型的塔式太阳能光热电站熔盐吸热器结构，并通过优化工质流程，解决受热面热负荷分布不均导致的受热面局部温度过高，进而引发受热面局部热应力过大影响吸热器安全运行的问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种新型塔式太阳能光热电站熔盐吸热器，吸热器受热面四面布置，分别为东、西、南、北墙，根据光场热负荷的强弱分布情况，将每面墙又分为上、中、下三级受热面，上、下级受热面处于热负荷较低区域，中间级受热面处于热负荷最大区域。传统的熔盐流程为简单的从下至上或从上至下，在经过若干受热面后，熔盐将达到很高温度，此时高温熔盐仍然要通过热负荷最强区域，这将导致处于该区域的受热管壁温超过其安全许用温度，较高的壁温也会增加熔盐分解的危险，严重影响吸热器的安全运行和使用寿命。而受热面分级之后，熔盐可先依次通过四面墙热负荷最强的中间级受热面，再依次通过四面墙热负荷较低的上、下级受热面。让处于温度较低的熔盐通过热负荷最强的中间级受热面可有效的降低受热管的壁温，使中间级受热面温度低于安全运行温度，有效的避免熔盐因高温而造成的分解，受热面运行温度的降低又可保证吸热器的使用寿命。

作为优选，每级受热面由若干个管屏紧密排列组成，每个管屏包括上、下集箱和连接上、下集箱的若干根管子。吸热器上、下以及内部布置若干汇集集箱，用于汇集各级受热面以及单面墙的进、出熔盐。各级受热面通过汇集集箱之间的管道连接，以实现熔盐在各级受热面间的传质；单面受热面之间也通过汇集集箱之间的管道连接，以实现受热面间的熔盐传质。

作为优选，所述管屏由上、下集箱以及若干根中间受热管组成，受热管两头分别插入上、下集箱，受热管“肩并肩”紧密排列，受热管之间不焊接，以避免焊接之后受热管之间温度不均产生热应力，影响受热管使用寿命。

为避免受热管向两侧膨胀影响吸热器安全运行，受热面一侧管子固定，其他受热管可向另一侧横向膨胀，从而避免受热面向两侧膨胀引起的碰撞问题。

作为优选，管屏集箱出口管道两侧增加支管路，支管路的作用是辅助进、出盐以及在停运时用作集箱疏盐管路，支管路上不设阀门，吸热器运行时支管路内熔盐流动，避免传统吸热器设单独疏盐管路导致的结晶堵塞疏盐管问题。

作为优选，受热面之间连接管道具有一定倾斜角度，以方便熔盐在吸热器停运后可以流回集箱，进而通过疏盐管路流出吸热器。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明通过受热面分级和优化工质流程的方法，解决了吸热器受热面热负荷分布不均导致的受热管壁温过高以及热应力过大的问题，由此有效的保证了吸热器的安全运行，延长了吸热器的使用寿命。

附图说明

图1是本发明一种吸热器单面受热面结构示意图。

图2是本发明中间级管屏结构示意图。

图3是本发明熔盐流程示意图。

图4是本发明受热面管子横向膨胀示意图。

图5是本发明的集箱支管路示意图。

图6是本发明中间级受热面熔盐流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。