[发明专利]一种塔式熔盐光热蒸汽发生系统自然循环的汽水循环装置

说明书

本发明提供了一种塔式熔盐光热蒸汽发生系统自然循环的汽水循环装置，包括汽包，汽包的出口及入口分别通过下降管及上升管与蒸发器相连通，其特征在于，蒸发器采用立式结构，包括外壳体及设于外壳体下方的换热壳体，其中：外壳体底部设有外管板，外管板与换热壳体共同围成位于换热壳体内的换热腔体，换热腔体内设有熔盐；还包括内外套管。本发明的换热管采用套管结构，换热管能自由膨胀，避免管子管板焊缝失效；高温熔盐入口直接与换热管接触换热，出口处熔盐温度低，管板热应力低；在相同的条件下，本发明涉及的汽水循环技术循环倍率高，易实现自然循环，由于蒸汽发生系统自然循环，因此本发明能量损耗低、稳定性高、投资成本低。

技术领域

本发明涉及一种适用于塔式熔盐光热项目蒸汽发生系统自然循环的汽水循环装置。

背景技术

随着可再生能源的大力发展，塔式太阳能热发电项目正得到大力建设。在现有的塔式太阳能热发电项目所采用的蒸汽发生系统中，蒸发器与汽包的汽水循环多数采用强制循环技术。采用强制循环技术的蒸发器消耗能量较大、维修费用也较高。少数的蒸发器采用自然循环技术，该蒸发器采用的是卧式U型管换热器的结构形式，因此存在循环倍率低、开车时间长等问题。

发明内容

本发明的目的是：使得汽水循环实现自然循环的同时确保较高的循环倍率。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种塔式熔盐光热蒸汽发生系统自然循环的汽水循环装置，包括汽包，汽包的出口及入口分别通过下降管及上升管与蒸发器相连通，其特征在于，蒸发器采用立式结构，包括外壳体及设于外壳体下方的换热壳体，其中：外壳体底部设有外管板，外管板与换热壳体共同围成位于换热壳体内的换热腔体，换热腔体内设有熔盐；

外壳体内设有内壳体，内壳体与外管板共同围成位于内壳体内的内腔体，内腔体与下降管相连通；内壳体与外壳体之间为外腔体，外腔体与上升管相连通；

所述汽水循环装置还包括多根内管，每根内管的顶端固定在内腔体内的内管板上，每根内管的底端为自由端位于换热腔体内，内管板将内腔体分隔为上部腔体与下部腔体，内管与上部腔体相连通，欠饱和水出汽包后经由下降管进入上部腔体后再进入内管；每根内管外套设有一根位于换热腔体内的外管，外管的顶端固定在外管板上，外管的底端为自由端，换热腔体内的熔盐与外管直接接触，外管与相应的内管之间形成环形空间，环形空间与内腔体的下部腔体相连通，下部腔体与外腔体之间仅通过设于内壳体上的通孔相连通，进入内管的欠饱和水达到内管底部后，通过环形空间与熔盐进行换热，欠饱和水被加热为饱和蒸汽与饱和水汽水的混合物向上通过环形空间进入下部腔体，再通过通孔进入外腔体，随后自外壳体的顶部通过上升管返回汽包。

优选地，有N根所述下降管及M根所述上升管，N≥1，M≥1；与所述汽包相连的N根所述下降管通过下降管集箱汇聚成K个管口与所述蒸发器相连通，K≥1；与所述汽包相连的M根所述上升管通过上升管集箱汇聚成J个管口与所述蒸发器相连通，J≥1。

优选地，所述下降管集箱内设置有用于收集所述欠饱和水所含杂质的沉降式结构；所述下降管集箱上还设置有用于将沉降式结构收集的杂质排出的排污结构。

优选地，内管采用单层结构或至少两层的多层结构。

优选地，所述内管通过设于内管外壁的弹性支撑结构支撑在所述外管内壁上。

优选地，所述内管与所述内管板采用内套胀接。

本发明具有如下优点：

1)本发明的换热管采用套管结构，换热管能自由膨胀，避免管子管板焊缝失效；

2)高温熔盐入口直接与换热管接触换热，出口处熔盐温度低，管板热应力低；

3)用于固定内管的内管板由于入口水与出口蒸汽压力接近，内管板可采用较薄的材料，内管与管板壳采用内套胀接，内管可灵活拆卸，方便检修。