[实用新型]一种熔盐吸热器管屏预热及防凝保护装置

说明书

本实用新型公开了一种熔盐吸热器管屏预热及防凝保护装置，属于太阳能热发电领域，在吸热器管屏受热管组和管屏背部保温之间设有一层电伴热层。本实用新型克服熔盐吸热器预热阶段受热不均产生的较大温差及热应力，同时避免云遮挡工况下发生设备故障无法实现快速排空时产生的熔盐凝固堵塞吸热管现象。

技术领域

本实用新型属于太阳能热发电领域，尤其涉及一种熔盐吸热器。

背景技术

在塔式光热电站中，吸热器作为核心设备之一，其主要作用是将定日镜所捕捉、反射与聚焦的太阳能转化为可以高效利用的热能。其中，以熔盐作为吸热工质的吸热器称为熔盐吸热器，相对于其它采用如水工质、导热油或空气等作为工作介质的系统而言，熔盐吸热系统具有运行压力小、工质无相变、能承受高密度热流及较高热效率等诸多优势。此外，鉴于熔盐可同时作为吸热、储热及传热工质，目前塔式熔盐光热技术已逐渐成为光热发电产业主流技术之一。但是，对于熔盐工质来说，在物性上也存在着一个显著缺点--凝固点较高，这也就意味着当系统工作温度接近或低于其凝固点时，内部流动熔盐就会发生结晶甚至凝固堵塞现象，导致设备损坏或系统停运。目前，商业化光热电站多采用伴热系统对熔盐系统及设备进行保护，包括熔盐连接管道、容器、阀门及配套仪器仪表等，其目的有两点：一是保证系统工作温度不低于熔盐凝固点；二是在熔盐系统启动之初对其进行预热升温，防止热冲击。

对于熔盐吸热器受热管屏来说，不同于熔盐系统其它区域，目前主要通过镜场反射光斑辐射进行快速预热以达所需温度。在其快速预热阶段，由于镜场控制策略原因，可能导致管屏受热面入射热流分布不均，中间高，两端低，在吸热管纵向产生较大温差及热应力；其次，在长时间云遮挡需进行疏盐排空处理时，如疏盐阀出现故障无法满足需求，则管屏内部熔盐在高空低温和高风速条件下会散热降温，温度低于凝固点时，则会变成固态堵塞吸热管。尽管下次启动前可利用镜场光斑预热熔化熔盐，但熔盐相态的变化所引起的体积膨胀会对管子产生较大的膨胀应力。因此，无论是热流分布不均产生的热应力还是相态变化产生的膨胀应力均会对管子造成反复的、直接的损坏，从而减短使用寿命造成严重的经济损失。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提出一种熔盐吸热器管屏预热及防凝保护装置，克服熔盐吸热器预热阶段受热不均产生的较大温差及热应力，同时避免云遮挡工况下发生设备故障无法实现快速排空时产生的熔盐凝固堵塞吸热管现象。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：

一种熔盐吸热器管屏预热及防凝保护装置，在吸热器管屏受热管组和管屏背部保温之间设有一层电伴热层。

作为选择，电伴热层由电伴热带构成。该方案中，电伴热层可以采用各种电加热方式，优选电伴热带。

作为进一步选择，电伴热带沿垂直受热管方向横向、蛇形地非均匀布置于受热管组背光侧，且沿受热管方向的上下区域较密，中间区域较疏。该方案中，采用电伴热带根据受热管组受热特点的“中间区域承受热流密度高，升温快，两端承受热流密度低，升温慢”进行针对性的设计。

作为另一进一步选择，电伴热带的进出口端与接线盒相连引出。

作为选择，受热管组和电伴热层之间还依次设有防护板和固定网。该方案中，为保证管屏加热的均匀性及防止吸热管受热变形导致入射光正面露光直接照射至电伴热层与保温层上，防护板用于防止露光及均匀加热，固定网则用于稳定固定电伴热层。

作为进一步选择，还包括扁钢板，扁钢板与固定网固定。该方案中，扁钢板用于固定电伴热层。

作为选择，受热管组背光侧的不同标高处布置有若干壁温测点。该方案中，多层壁温测点可以联合光热电站红外热像测量系统对管屏壁温进行实时监测和保护。

作为选择，还包括电烘箱，熔盐吸热器上下进出口集箱与膨胀弯头由电烘箱整体包裹。该方案中，由于结构较复杂及空间有限，为减小正常运行时的散热及保证启动或疏盐时的预热升温，集箱与膨胀弯头采用电烘箱的方式伴热。