[发明专利]光热电高效蒸汽发生系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种光热电高效蒸汽发生系统，包括蒸发器、汽水分离器和过热器，所述的蒸发器和过热器分别包括竖直设置且上部形成有熔盐熔盐进口下部形成有熔盐出口的罐体，多个沿轴向延伸地设置在所述的罐体内且互相保持间隔的S曲线式换热管，分配腔和收集腔，热罐的熔盐出口依次经熔盐管路与过热器、蒸发器和冷罐连通，所述的蒸发器的分配腔与水源连通，蒸发器的收集腔经蒸汽管路依次与汽水分离器和过热器的分配腔连通，所述的过热器的收集腔连通至汽轮机。本发明的蒸发器和过热器，采用壳程热熔岩而管程水汽的方式，提高了运行的稳定性，能够快速切断水汽而减少熔盐发生凝固的可能，同时，壳程的大容积有效提高了蒸汽的产生量。

技术领域

本发明涉及光热电技术领域，特别是涉及一种光热电高效蒸汽发生系统及控制方法。

背景技术

由于能源危机及大气污染，世界各国加大了对太阳能研究开发的投入，太阳能热水、太阳能建筑、太阳能光伏发电、太阳能热发电等项目发展迅速，规模逐渐扩大。太阳能热发电系统主要有4种类型:槽式、塔式、碟式以及线性菲涅耳形式。目前，常规太阳能热发电系统是利用反射镜将太阳光反射聚焦至集热器上，由集热器将聚集的太阳辐射能转变为热能并传至集热器内工质，被加热的工质可以直接蒸发(如水)产生动力来推动发电设备发电或通过相应的换热设备将热能传至蓄热系统和蒸汽动力系统。

由于直接用水作为传热做功工质存在系统水力动力设计上的复杂性，以及蓄热方面的困难，所以当前太阳能热发电系统一般用合成油或熔盐作为传热蓄热工质，再通过与蒸汽发生器换热产生适合相应汽轮发电机组的动力蒸汽。由此可以看出，太阳能热发电系统的中间传热蓄热系统的设计至关重要。

熔融盐作为传热蓄热工质是一种很好的选择，可以将镜场输出温度提高到450-500℃，使动力循环效率大于40％，蓄热温差大于2.5倍。但是目前的蒸汽发生系统换热效率差，不能很好地吸收熔盐热量，导致整体效率不高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种光热电高效蒸汽发生系统及控制方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种光热电高效蒸汽发生系统，包括蒸发器、汽水分离器和过热器，所述的蒸发器和过热器分别包括竖直设置且上部形成有熔盐熔盐进口下部形成有熔盐出口的罐体，多个沿轴向延伸地设置在所述的罐体内且互相保持间隔的S曲线式换热管，对应设置在罐体底部和顶部并分别与所述的换热管连通的分配腔和收集腔，热罐的熔盐出口依次经熔盐管路与过热器、蒸发器和冷罐连通，所述的蒸发器的分配腔与水源连通，蒸发器的收集腔经蒸汽管路依次与汽水分离器和过热器的分配腔连通，所述的过热器的收集腔连通至汽轮机。

所述的分离腔和排水腔的外部分别形成有相连通的保温腔，所述的保温腔外部设置有保温层，所述的保温腔与蒸发器的收集腔经保温管路相连通，所述的保温管路上设置有单向阀以只允许所述的蒸汽进入保温腔，所述的保温腔的底部与所述的排水腔底部连通。

所述的热罐的熔盐出口设置有热熔盐泵，所述的热熔盐泵与过热器的熔盐熔盐进口的熔盐管路上串设有流量计和温度变送器，在所述的热熔盐泵的熔盐出口还旁接有直接与所述的蒸发器的熔盐熔盐进口连通的热熔盐旁管，所述的热熔盐旁管上串设有流量计和旁路控制阀。

在所述的蒸发器的熔盐熔盐进口侧还可设置直接连通至冷罐入口的旁通管，在所述的旁通管上设置有旁通调节阀。

所述的蒸发器和过热器的罐体为圆筒形，在圆筒形罐体的内壁上固定有内螺旋板。

所述的内螺旋板的高度在20-40cm。

在所述的蒸发器和过热器的外侧设置有加热腔套，在所述的加热腔套外部设置有保温层，在所述的加热腔套内设置有电加热盘管。

在所述的加热腔套的顶部设置有排放阀，在所述的排放阀的熔盐出口侧设置有温度传感器。