[实用新型]一种用于太阳能光热发电的熔盐蒸汽发生系统

说明书

本实用新型公开一种用于太阳能光热发电的熔盐蒸汽发生系统，由低负荷加热器、预热器、蒸发器、汽包、过热器、热盐罐、冷盐罐、熔盐泵和阀门组成，其中，从过热器出口引出部分过热蒸汽进入低负荷加热器加热给水；同时从汽包中引出部分饱和水与低负荷加热器出口的水进行混合后一同进入预热器；利用过热蒸汽和饱和水协同控制给水温度和流量，可大幅降低熔盐在预热器凝固的凝固风险。此外，利用两种热源加热给水能够优化给水在蒸汽发生系统中的过热器、蒸发器和预热器的吸热量分布，合理分布熔盐在三个换热器中的换热量，充分利用熔盐热量。

技术领域

本实用新型属于太阳能光热发电领域，具体涉及一种用于太阳能光热发电的熔盐蒸汽发生系统。

背景技术

太阳能光热发电是一种重要的太阳能热利用方式，其中带储热的太阳能光热发电系统由于能够实现发电功率的稳定输出，受到广泛关注。目前，质量比为6:4的硝酸钠和硝酸钾的二元混合熔盐是太阳能光热系统中应用最为广泛的储换热工质，其安全使用范围大约为290-565℃。熔盐吸收太阳能量被加热为565℃左右的高温熔盐，然后在蒸汽发生系统中与水逆流换热变为290℃左右的低温熔盐。在设计工况下，入口水工质温度稳定，熔盐蒸汽发生系统能够保证离开蒸汽发生系统的熔盐温度高于熔盐的安全温度。但由于天气原因或者电网负荷调度要求，熔盐蒸汽发生系统经常偏离设计工况运行，此时入口水工质温度不稳定，传统蒸汽发生系统对负荷变化的适应能力弱，极易造成熔盐在预热器出口温度过低，威胁预热器的安全运行。

为了避免熔盐在预热器处发生凝固，一般采用的方法是引入热源加热入口水工质，保持入口水工质的温度相对稳定，例如中国专利(授权号：CN 103511208 B)公开了一种利用饱和水加热给水的方法，利用循环泵从汽包中引出部分饱和水与给水混合，但这种方法在较低负荷条件下运行时，给水以及饱和水温度均较低，为维持给水温度稳定，需要的饱和水掺混量巨大，导致一方面预热器和过热器中所需熔盐流量不匹配，造成熔盐热量的极大浪费；另一方面增加了预热器的换热面积，大幅增加预热器造价。此外，也有在低温段采用其他工质的方法，例如中国专利(申请号：CN 102537913 A)公开了一种利用导热油作为低温换热工质加热给水的方法，但这种方法不能充分利用熔盐热量，并且采用两种换热工质，经济性不佳。因此，设计一种高效经济的熔盐蒸汽发生系统是亟待解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型目的在于提供一种用于太阳能光热发电的熔盐蒸汽发生系统，利用过热蒸汽和饱和水协同控制给水温度和流量，大幅降低熔盐在预热器的凝固风险。

为达到上述目的，本实用新型是采取如下技术方案予以实现的：

一种用于太阳能光热发电的熔盐蒸汽发生系统，包括低负荷加热器、预热器、蒸发器、汽包、过热器、热盐罐、冷盐罐、熔盐泵和阀门；

低负荷加热器、预热器、蒸发器、汽包、过热器依次连接形成汽水支路，水工质依次通过低负荷加热器、预热器、蒸发器、汽包、过热器被加热为过热蒸汽进入汽轮机做功；

热盐罐、熔盐泵、过热器、蒸发器、预热器和冷盐罐依次连接形成熔盐支路，高温熔盐工质依次通过热盐罐、熔盐泵、过热器、蒸发器、预热器变为低温熔盐工质返回冷盐罐；水工质和熔盐工质逆流换热；

过热器出口与低负荷加热器蒸汽入口连通，过热器出来的部分过热蒸汽除引入低负荷加热器。

进一步，汽包通过管路分别与预热器低温水工质入口和蒸发器低温水工质入口连通。

进一步，汽包与预热器和蒸发器连接的管路上安装有循环泵。

进一步，所述预热器、蒸发器和过热器均为U型管壳式换热器。

进一步，所述熔盐工质是硝酸钠和硝酸钾按一定比例混合的二元熔盐或者是硝酸钾、亚硝酸钠、硝酸钠按一定比例混合的三元熔盐。

本实用新型的有益效果为：