[实用新型]一种新型的过热蒸汽存储装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种蓄热装置，尤其涉及一种过热蒸汽存储装置，特别适用于直接产生蒸汽的太阳能热发电系统。

背景技术

太阳能热发电是太阳能热利用的重要方向，是实现大功率发电、替代常规能源的最为经济的手段之一。太阳能热发电有三种常用方式：塔式太阳能热发电、槽式太阳能热发电和碟式太阳能热发电，其中槽式太阳能热发电是目前发展最为成熟、商业化水平最高的热发电方式。

目前，直接产生蒸汽的太阳能热发电系统代表了一种先进的槽式太阳能热发电系统，相比于传统的双回路的太阳能热发电系统，直接产生蒸汽的太阳能热发电系统具有系统效率高、投资维护费用低等一系列优点。虽然直接产生蒸汽的太阳能热发电系统是一种非常有前途的太阳能热发电方式，但是蓄热依然是制约其发展的关键问题。由于太阳能存在不连续性，且容易受到天气变化的影响，系统输出功率存在不稳定性。因此，太阳能热发电系统需要使用蓄热装置，来保证系统能量持续、稳定的输出。特别是针对直接产生蒸汽的太阳能热发电系统而言，蓄热存储的对象是气态的水蒸气，相比传统液态的导热油或者熔融岩蓄热，需要新型的存储设备来满足系统的要求。

在直接产生蒸汽的太阳能热发电的蓄热环节中，现有技术中常用的蓄热方法是使用高温蓄热器蓄积过热蒸汽的过热热，使用低温蓄热换热器蓄积饱和蒸汽的汽化潜热用以加热通入换热器中的冷却水，使饱和蒸汽转化为饱和水进入太阳能吸热装置进行下一次循环，被加热的冷却水则通入高温蓄热器之后进入蒸汽发电回路进行发电。现有技术中的这种蓄热方式，不能大规模地蓄积过热蒸汽，容易受到天气变化的影响，不利于发电系统稳定地输出功率，且存在蓄热设备多、蓄热材料消耗大、投资费用高、维护不方便等问题，因此在技术方案上具有进一步优化的空间。

发明内容

为了改进直接产生蒸汽的太阳能热发电系统中过热蒸汽存储技术，本实用新型提供了一种新型的过热蒸汽存储装置。该装置不仅可以将过热蒸汽的过热热和汽化潜热分别储存，实现热能的高质量保存，而且可以实现将热量和蒸汽存储于同一设备之中，明显简化系统，节约设备投资和运行维护费用，并且可以大大降低系统受天气变化的影响，有利于发电系统稳定地输出功率。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种新型的过热蒸汽存储装置，包括填充床蓄热器、蒸汽蓄热器，其特征在于：所述填充床蓄热器包括热端管道和冷端管道，其中所述热端管道作为所述装置的进出口，与太阳能热发电系统的主蒸汽管道相连，且所述热端管道上设有主蒸汽阀门；所述冷端管道与所述蒸汽蓄热器的进汽管道和排汽管道同时相连；所述蒸汽蓄热器还包括设置在进汽管道上的进汽止回阀及截止阀、与进汽管道相连的充热蒸汽管及位于其末端的多个蒸汽喷嘴，蒸汽蓄热器的排汽管道上设有排汽截止阀及止回阀及调压阀组；蓄热前，所述蒸汽蓄热器内预先装有水，充水系数为50%-90%，且其内部压力小于蒸汽压力。

优选地，所述蒸汽蓄热器还包括汽水分离器、排气阀、进水阀、排水阀、液位计、压力计、温度计及人孔，所述充热蒸汽管包括充热蒸汽总管和若干，所述蒸汽喷嘴设置于各支管的末端，各所述蒸汽喷嘴外套有循环导流筒。

优选地，所述装置存储的过热蒸汽的工质为蒸汽水，所述填充床蓄热器存储过热蒸汽的过热热，所述存储过热蒸汽的汽化潜热和冷凝水，所述调压阀组将通过其的蒸汽调低至一恒定的压力。

优选地，所述装置包括至少一个填充床蓄热器，每个所述填充床蓄热器连接有至少一个蒸汽蓄热器。

优选地，所述的填充床换热器内部的蓄热工质为砾石、混凝土、砖、铝、铸铁、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钠中的一种或者几种，或，所述的填充床换热器为内部装有蓄热液体的瓶子。

优选地，所述的填充床蓄热器内部设有用于堆放蓄热工质网状搁板，两端设有导流板，保证过热蒸汽能够沿流动界面均匀流动。

优选地，所述的填充床换热器外部设有保温层，保温材料为岩棉或聚氨酯泡沫。

优选地，所述的蒸汽蓄热器外部设有保温层，保温材料为岩棉或聚氨酯泡沫。

所述的过热蒸汽存储装置中，填充床蓄热器既是换热器，也是蓄热器，具体作用是：在蓄热过程中，填充床蓄热器吸收并存储过热蒸汽的过热热，过热蒸汽通过填充床蓄热器后，为该压力下的饱和蒸汽；在放热过程中，填充床蓄热器释放存储的热量，加热来自蒸汽蓄热器的蒸汽，提高蒸汽的过热度。