[发明专利]一种无循环阀门的塔式太阳能热发电熔融盐吸热器、熔融盐系统和方法

说明书

本发明涉及一种无循环阀门的塔式太阳能热发电熔融盐吸热器、熔融盐系统和方法，吸热器包括熔融盐循环罐(1)、吸热体(2)等两件设备，熔融盐系统包括低温熔融盐储罐(3)、高温熔融盐储罐(4)、吸热器上盐管阀门(5)、吸热器泄盐管阀门(6)，吸热体第一防凝阀门(7)，吸热体第二防凝阀门(8)，盐水换热器进盐阀门(9)，盐水换热器(10)，盐水换热器进水管路(11)，汽轮机过热蒸汽管(12)，气体保护罐(13)和连接管路(14～16)等部分。

技术领域

本发明涉及一种太阳能热发电吸热装置及系统，特别涉及一种无循环阀门的塔式太阳能热发电熔融盐吸热器、熔融盐系统和方法。

背景技术

吸热器是在太阳能塔式热发电技术中承担光热转换的重要设备。塔式热发电站中，吸热器通常安装在吸热塔的顶部。定日镜场将太阳直射辐射反射并聚焦到吸热器上，传热流体通过流动换热将辐射能转变为热能。熔融盐是目前应用最广泛的传热流体之一，被大规模应用于塔式热发电站中。已有塔式熔盐吸热器的吸热面是由若干个管板组成，每个管板由竖直管道紧密排列而成，熔融盐在吸热器中垂直于地面做蛇形流动吸热，为了方便对管板进行填充和排空，每个管板都安装有至少一个阀门。这些阀门的数量较多，如果其中有阀门出现故障，将导致熔融盐吸热器出现冻堵或者损毁等严重后果。

目前，尚未发现提出有效的改进措施来取消安装在传统吸热器上的众多阀门的报道。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的以下缺点：已有吸热器阀门众多，安全性和可靠性较低；已有吸热器结构和流动方式过于复杂；阀门出现问题可能导致吸热器冻堵或被烧毁的问题；提供一种无循环阀门的塔式太阳能热发电熔融盐吸热器、熔融盐系统和方法，解决了上述问题。

本发明解决上述问题的方案如下：

本发明的一种无循环阀门的塔式太阳能热发电熔融盐吸热器，包括：熔融盐循环罐和吸热体；所述熔融盐循环罐安装在吸热体的上方；所述熔融盐循环罐和吸热体组成熔融盐的循环。

所述循环包括自然对流驱动的循环和强迫循环。

所述熔融盐循环罐和吸热体的相对位置依循环的要求发生变化。

所述自然对流驱动的循环实现过程为：熔融盐循环罐安装在吸热体的上方，熔融盐循环罐中的熔融盐上部温度高，下部温度低，由于温度不同而产生分层，下部密度较大的熔融盐依靠重力作用向下流回吸热体中吸收热量，吸热体中熔融盐的温度升高，受到浮力自然上升通过连接管路回到熔融盐循环罐中，形成了吸热体与熔融盐循环罐之间的自然对流驱动的循环。

所述强迫循环实现过程为：熔融盐循环罐安装在吸热体的下方，熔融盐循环罐中的熔融盐通过熔盐泵等给流体增压的机械设备输送到吸热体中吸收热量，吸热体顶部的熔融盐再通过连接管路流回到熔融盐循环罐中，形成了吸热体与熔融盐循环罐之间的强迫循环。

本发明的一种无循环阀门的塔式太阳能热发电熔融盐系统，包括：熔融盐循环罐和吸热体、低温熔融盐储罐、高温熔融盐储罐、吸热器上盐管阀门、吸热器泄盐管阀门，吸热体第一防凝阀门，吸热体第二防凝阀门，盐水换热器进盐阀门，盐水换热器，盐水换热器进水管路，汽轮机过热蒸汽管和气体保护罐；熔融盐循环罐安装在吸热的上方；低温熔融盐储罐通过吸热器上盐管阀门和连接管路与熔融盐循环罐连通；高温熔融盐储罐通过连接管路与熔融盐循环罐连通；低温熔融盐储罐通过吸热器泄盐管阀门与吸热体连通；高温熔融盐储罐通过吸热体第一防凝阀门和吸热体第二防凝阀门与吸热体连通；高温熔融盐储罐通过盐水换热器进盐阀门与盐水换热器连通；盐水换热器进水管路与盐水换热器连通，汽轮机过热蒸汽管与盐水换热器连通；气体保护罐通过连接管路与熔融盐循环罐连通。

所述吸热体第一防凝阀门和吸热体第二防凝阀门在多云气象条件下时能够打开，以防止吸热器发生冻堵。

本发明的一种无循环阀门的塔式太阳能热发电熔融盐方法，实现为：