[发明专利]太阳能热发电节能型安全支撑系统

说明书

本发明公开了一种太阳能热发电节能型安全支撑系统，用于支撑熔盐管道，包括主框架及隔热块，隔热块散布在主框架上，主框架上还设置一层防护层，防护层按质量份数计包括以下组分：有机硅改性环氧树脂：15‑20份，醇溶性丙烯酸酯树脂：10‑15份，ATO粉剂：15‑18份，六钛酸钾晶须：1‑3份，复合铁钛粉：2‑4份，乙醇：10‑12份，海泡石：6‑8份，玻璃粉：3‑5份，分散剂：5‑10份，流平剂：5‑8份，消泡剂：6‑8份，增稠剂：5‑7份，紫外线吸收剂：1‑2份，交联剂：1‑3份，稀土元素：0.02‑0.04份；本发明的该支撑系统结构简单，紧凑，具有良好的隔热防腐性能，成本低廉，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及一种支撑系统，具体涉及一种太阳能热发电节能型安全支撑系统。

背景技术

太阳能光热发电是新能源产业发展的重要方向之一，经过数十年的发展，在国外已经进入全面的商业化阶段，而我国的太阳能热发电事业才处于起步阶段，当前主要处于关键技术研发、系统集成和项目示范阶段；

高温熔融盐是一种低成本、长寿命、传热储能性能好储热介质，其既能作为潜热蓄热材料应用，又能在高温熔融状态下作为显热材料应用于太阳能热发电站中，对于熔盐管道，由于熔盐凝固点较高，一般在200℃以上，支吊架位置处的散热，会导致该位置处熔盐温度的降低，易引起局部熔盐的凝结，严重时凝结甚至引起熔盐管路的堵塞，给熔盐系统的安全运行带来重大隐患；太阳能热发电熔盐安全支撑系统型式以支架为主，支架的散热，会使支架滑动接触面温度过高，从而导致滑动摩擦系数增加，增加管系的水平阻力，并会导致滑动板寿命减少；

高温熔盐管道为三维空间布置，由一条或多条主管线及数条支管线组成，它们形成了一个完整系统，其中管道相互联系与影响且长径比大，管系易于失稳，设计缺陷、安装错误或支吊架异常，将导致管道热位移偏离正常值，应力增加，这对管系的安全运行造成威胁；

高温熔盐管道在正常运行中主要受到两类作用力：一类为由内压、自重及其他外载产生的应力，称为一次应力，其主要失效形式表现为屈服、断裂及蠕变等，另一类为由热胀冷缩及位移受限等产生的应力，称为二次应力，其主要失效形式表现为应力多次循环加载所导致的疲劳，对于太阳能热发电系统，由于太阳能资源的频繁变动特性，管道二次应力较常规火电机组显得更为重要；但目前关于瞬态应力对管道寿命影响的相关研究十分缺乏；

安全支撑系统的设计和形式选用是管道系统设计中的一个重要组成部分，正确选择和布置结构合理的支撑系统，能够改善管道的应力分布和对土建结构的作用力，确保管道系统安全运行,并延长其使用寿命，由于热力安全支撑系统往往由金属材料构成，其导热系数是保温材料导热系数的上千倍；热流具有“趋利避害”的热性，驱使热量大量的从支架处散失，导致支架出的热流密度加大，温度场相应发生变化，从而产生热桥效应；

目前，安全支撑系统设一般用于长距离输送蒸汽管道以及石油化工行业的相关管道，管径一般较大且管径规格数量比较少，隔热材料选择硬质密度较大的材料，但是局限于加工精度的问题，隔热块厚度一般不超过50mm，太厚了容易应力集中造成隔热块碎裂，相对于一般支撑系统散热损失能减少65%左右，同时，一般支撑系统的结构型式比较单一，基本为管夹座型式，不能满足光热发电管道系统的要求，另外隔热材料密度较大，安全支撑系统设相对于一般支撑系统要重很多，大大增加了管道荷载；

通过对国内外支吊架厂家的调研，目前国内外还没有关于安全支撑系统设的标准，更没有针对太阳能热发电熔盐管道的标准安全支撑系统设型式，另外，目前安全支撑系统仅是通过增加隔热块减少散热损失，没有从本身结构或材料方面考虑减少支吊架散热损失。

综上，本项目设计开发适合太阳能热发电熔盐管道的安全支撑系统，消除支吊架热桥效应，保证熔盐管道安全运行，同时也减少了管道对外的散热量，提高了太阳能热发电的热经济性。

发明内容