一種雙回路太陽(yáng)能熱發(fā)電電站的熱交換系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種雙回路太陽(yáng)能熱發(fā)電電站的熱交換系統(tǒng)，包括導(dǎo)熱油熱交換系統(tǒng)，還包括熔鹽熱交換系統(tǒng)，熔鹽熱交換系統(tǒng)包括，熔鹽集熱場(chǎng)、第一儲(chǔ)能罐及第一熔鹽-蒸汽換熱器；熔鹽集熱場(chǎng)用于加熱從第二儲(chǔ)能罐輸入至熔鹽集熱場(chǎng)的熔鹽，將加熱后的熔鹽輸出至第一儲(chǔ)能罐；第一熔鹽-蒸汽換熱器用于將第一儲(chǔ)能罐輸出的熔鹽的能量交換給汽輪機(jī)低壓缸輸出的蒸汽，第一儲(chǔ)能罐輸出的熔鹽換熱后輸入第二儲(chǔ)能罐中，汽輪機(jī)低壓缸輸出的蒸汽換熱后輸入汽輪機(jī)高壓缸。本實(shí)用新型可以提高主蒸汽參數(shù)，從而提高發(fā)電效率；在系統(tǒng)處于放熱模式時(shí)，基于第一儲(chǔ)能罐儲(chǔ)存的能量，主蒸汽參數(shù)不會(huì)降低，發(fā)電效率也不會(huì)降低。
【專利說(shuō)明】
一種雙回路太陽(yáng)能熱發(fā)電電站的熱交換系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能熱發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及一種雙回路太陽(yáng)能熱發(fā)電電站的熱交換系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的商業(yè)太陽(yáng)能槽式光熱電站為使用導(dǎo)熱油作為換熱介質(zhì)。為了防止導(dǎo)熱油變質(zhì)，導(dǎo)熱油的最高溫度限制在393°C。為了提高系統(tǒng)運(yùn)行溫度，以提高電站發(fā)電效率，近幾年國(guó)際上開始使用熔鹽作為太陽(yáng)能光熱電站的換熱介質(zhì)。使用熔鹽作為換熱介質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)是更高的系統(tǒng)循環(huán)效率，在同等的儲(chǔ)熱能力下具有較小的儲(chǔ)熱尺寸，集熱場(chǎng)壓力損失更小，以及降低換熱介質(zhì)的采購(gòu)費(fèi)用。但是現(xiàn)有的槽式電站及儲(chǔ)熱系統(tǒng)方案中，主蒸汽參數(shù)較低(〈4000C )，因此造成電站發(fā)電效率不高；另外由于導(dǎo)熱油一熔鹽換熱器端差的存在，導(dǎo)致在放熱模式時(shí)主蒸汽參數(shù)低于設(shè)計(jì)參數(shù)，因此在儲(chǔ)熱模式電站發(fā)電效率進(jìn)一步降低。
[0003]傳統(tǒng)的太陽(yáng)能光熱電站系統(tǒng)原理圖如圖1所示，導(dǎo)熱油經(jīng)過(guò)導(dǎo)熱油栗4后經(jīng)過(guò)導(dǎo)熱油集熱場(chǎng)I加熱，一條支路通向?qū)嵊鸵蝗埯}換熱器5，進(jìn)行儲(chǔ)熱或放熱，另一條支路通向?qū)嵊鸵徽羝麚Q熱器25-1，25-2，25-3，25-4，導(dǎo)熱油加熱蒸汽后，回到導(dǎo)熱油栗4的入口。
[0004]由于導(dǎo)熱油有最高使用溫度的限制(不能高于400°C)，因此導(dǎo)致經(jīng)過(guò)導(dǎo)熱油一蒸汽換熱器25-1，25-2，25-3，25-4換熱后的主蒸汽參數(shù)較低(〈400°0，造成電站發(fā)電效率不高；另外由于導(dǎo)熱油一熔鹽換熱器5端差的存在，導(dǎo)致在放熱模式時(shí)主蒸汽參數(shù)低于設(shè)計(jì)參數(shù)，因此在儲(chǔ)熱模式電站發(fā)電效率進(jìn)一步降低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型提出了一種雙回路太陽(yáng)能熱發(fā)電電站的傳熱蓄熱系統(tǒng)，用于解決導(dǎo)熱油作為換熱介質(zhì)時(shí)，太陽(yáng)能熱發(fā)電電站的發(fā)電效率低的問(wèn)題。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為提供一種雙回路太陽(yáng)能熱發(fā)電電站的熱交換系統(tǒng)，包括導(dǎo)熱油熱交換系統(tǒng)，還包括熔鹽熱交換系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括，熔鹽集熱場(chǎng)、第一儲(chǔ)能罐及第一熔鹽-蒸汽換熱器；
[0007]所述熔鹽集熱場(chǎng)連接第一儲(chǔ)能罐及導(dǎo)熱油熱交換系統(tǒng)中的第二儲(chǔ)能罐，用于加熱從第二儲(chǔ)能罐輸入至熔鹽集熱場(chǎng)的熔鹽，將加熱后的熔鹽輸出至第一儲(chǔ)能罐；
[0008]所述第一熔鹽-蒸汽換熱器連接第一儲(chǔ)能罐、第二儲(chǔ)能罐、汽輪機(jī)低壓缸及汽輪機(jī)高壓缸，用于將第一儲(chǔ)能罐輸出的熔鹽的能量交換給汽輪機(jī)低壓缸輸出的蒸汽，第一儲(chǔ)能罐輸出的恪鹽換熱后輸入第二儲(chǔ)能罐中，汽輪機(jī)低壓缸輸出的蒸汽換熱后輸入汽輪機(jī)尚壓缸。
[0009]本實(shí)用新型一實(shí)施例中，熔鹽熱交換系統(tǒng)還包括鹽栗，設(shè)置于第一儲(chǔ)能罐的輸出管路上，用于加速熔鹽的流動(dòng)。
[0010]本實(shí)用新型一實(shí)施例中，熔鹽熱交換系統(tǒng)還包括第二熔鹽-蒸汽換熱器，連接第一儲(chǔ)能罐、第二儲(chǔ)能罐、汽輪機(jī)低壓缸及導(dǎo)熱油熱交換系統(tǒng)中的導(dǎo)熱油-蒸汽換熱器，用于將第一儲(chǔ)能罐輸出的熔鹽的能量交換給導(dǎo)熱油熱交換系統(tǒng)中的導(dǎo)熱油-蒸汽換熱器輸出的蒸汽，第一儲(chǔ)能罐輸出的熔鹽換能后輸入第二儲(chǔ)能罐中，導(dǎo)熱油熱交換系統(tǒng)中的導(dǎo)熱油-蒸汽換熱器輸出的蒸汽加熱后輸入汽輪機(jī)低壓缸。
[0011]本實(shí)用新型一實(shí)施例中，熔鹽熱交換系統(tǒng)還包括熔鹽加熱鍋爐，通過(guò)管路連接第一儲(chǔ)能罐及第二儲(chǔ)能罐，用于加熱第二儲(chǔ)能罐輸送給第一儲(chǔ)能罐的熔鹽。
[0012]本實(shí)用新型提出的一種新的雙回路太陽(yáng)能熱發(fā)電電站的熱交換系統(tǒng)，形成有兩條傳熱儲(chǔ)熱回路，一條回路為使用導(dǎo)熱油作為換熱介質(zhì)的低溫段(100°c?393°C)，一條回路為使用熔鹽作為換熱介質(zhì)的高溫段(200°C?600°C);本實(shí)用新型由于熔鹽高溫段的作用，可以提高主蒸汽參數(shù)至500°C以上，從而提高發(fā)電效率;另在系統(tǒng)處于放熱模式時(shí)，基于第一儲(chǔ)能罐儲(chǔ)存的能量，熔鹽高溫段的參數(shù)并不會(huì)被影響，因此主蒸汽參數(shù)不會(huì)降低，發(fā)電效率也不會(huì)降低。
【附圖說(shuō)明】
[0013]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為現(xiàn)有技術(shù)太陽(yáng)能光熱電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例的雙回路太陽(yáng)能熱發(fā)電電站的傳熱蓄熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的雙回路太陽(yáng)能熱發(fā)電電站的傳熱蓄熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖4為本實(shí)用新型一實(shí)施例的雙回路太陽(yáng)能熱發(fā)電電站的結(jié)構(gòu)圖。
[0018]附圖符號(hào)說(shuō)明:
[0019]1.導(dǎo)熱油集熱場(chǎng)3.導(dǎo)熱油輔助鍋爐
[0020]4.導(dǎo)熱油栗5.導(dǎo)熱油一熔鹽換熱器
[0021]6.高溫熔鹽栗7.儲(chǔ)能罐
[0022]8.儲(chǔ)能罐9.低溫鹽栗
[0023]14.高壓加熱器15.給水栗
[0024]16.除氧器17.低壓加熱器
[0025]18.凝結(jié)水栗19.循環(huán)水栗
[0026]20.凝汽器21.汽輪機(jī)高壓缸
[0027]22.汽輪機(jī)低壓缸23.發(fā)電機(jī)
[0028]24.冷卻塔25.導(dǎo)熱油一蒸汽換熱器
【具體實(shí)施方式】
[0029]為了使本實(shí)用新型的技術(shù)特點(diǎn)及效果更加明顯，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)用新型也可有其他不同的具體實(shí)例來(lái)加以說(shuō)明或?qū)嵤?，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在權(quán)利要求范圍內(nèi)做的等同變換均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范疇。
[0030]本實(shí)施例所述的“連接”為通過(guò)連通管連接，本申請(qǐng)對(duì)各連通管的尺寸不做限制，可根據(jù)需求或零部件的輸入輸出接口大小設(shè)定。
[0031]如圖2所示，圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例的雙回路太陽(yáng)能熱發(fā)電電站的傳熱蓄熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0032]本實(shí)施例在現(xiàn)有的導(dǎo)熱油熱交換系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)熔鹽熱交換系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用熔鹽作為換熱介質(zhì)，能夠提高主蒸汽參數(shù)，從而提高發(fā)電效率。
[0033]具體的，熔鹽熱交換系統(tǒng)包括:熔鹽集熱場(chǎng)101、第一儲(chǔ)能罐102及第一熔鹽-蒸汽換熱器103-1;
[0034]所述熔鹽集熱場(chǎng)101連接第一儲(chǔ)能罐102及導(dǎo)熱油熱交換系統(tǒng)中的第二儲(chǔ)能罐7，用于加熱從第二儲(chǔ)能罐7輸入至熔鹽集熱場(chǎng)101的熔鹽，將加熱后的熔鹽輸出至第一儲(chǔ)能罐102；
[0035]所述第一熔鹽-蒸汽換熱器103-1連接第一儲(chǔ)能罐102、第二儲(chǔ)能罐7、汽輪機(jī)低壓缸21及汽輪機(jī)高壓缸22，用于將第一儲(chǔ)能罐輸出的熔鹽的能量交換給汽輪機(jī)低壓缸輸出的蒸汽。
[0036]具體的，第一熔鹽-蒸汽換熱器103-1的熔鹽輸入端連接第一儲(chǔ)能罐102，第一熔鹽-蒸汽換熱器103-1的熔鹽輸出端連接第二儲(chǔ)能罐7，第一熔鹽-蒸汽換熱器103-1的蒸汽輸入端連接汽輪機(jī)低壓缸21的輸出端，第一熔鹽-蒸汽換熱器103-1的蒸汽輸出端連接汽輪機(jī)高壓缸22的輸入端，第一儲(chǔ)能罐102輸出的熔鹽換熱后輸入第二儲(chǔ)能罐7中，汽輪機(jī)低壓缸21輸出的蒸汽換熱后輸入汽輪機(jī)高壓缸22。
[0037]本實(shí)施例能夠提高主蒸汽的溫度，將汽輪機(jī)低壓缸輸出的蒸汽再次加熱能夠減少能量浪費(fèi)。
[0038]本實(shí)用新型一實(shí)施例中，熔鹽熱交換系統(tǒng)還包括鹽栗104，設(shè)置于第一儲(chǔ)能罐102的輸出管路上，用于加速熔鹽的流動(dòng)。
[0039]如圖3所述，本實(shí)用新型一實(shí)施例中，熔鹽熱交換系統(tǒng)還包括第二熔鹽-蒸汽換熱器103-2，連接第一儲(chǔ)能罐102、第二儲(chǔ)能罐7、汽輪機(jī)低壓缸22及導(dǎo)熱油熱交換系統(tǒng)中的導(dǎo)熱油-蒸汽換熱器25-2，用于將第一儲(chǔ)能罐輸出的熔鹽的能量交換給導(dǎo)熱油熱交換系統(tǒng)中的導(dǎo)熱油-蒸汽換熱器輸出的蒸汽。
[0040]具體的，第二熔鹽-蒸汽換熱器103-2的熔鹽輸入端連接第一儲(chǔ)能罐102，第二熔鹽-蒸汽換熱器103-2的熔鹽輸出端連接第二儲(chǔ)能罐7，第二熔鹽-蒸汽換熱器103-2的蒸汽輸入端連接導(dǎo)熱油熱交換系統(tǒng)中的導(dǎo)熱油-蒸汽換熱器25-2的蒸汽輸出端，第二熔鹽-蒸汽換熱器103-2的蒸汽輸出端連接汽輪機(jī)低壓缸21的輸入端，第一儲(chǔ)能罐102輸出的熔鹽換能后輸入第二儲(chǔ)能罐7中，導(dǎo)熱油熱交換系統(tǒng)中的導(dǎo)熱油-蒸汽換熱器25-2輸出的蒸汽加熱后輸入汽輪機(jī)低壓缸21。
[0041]本實(shí)施例采用第二熔鹽一蒸汽換熱器103-2對(duì)導(dǎo)熱油熱交換系統(tǒng)輸出的蒸汽進(jìn)一步加熱，能夠在放熱模式時(shí)，消除源系統(tǒng)導(dǎo)熱油一熔鹽換熱器端差對(duì)主蒸汽壓力的影響。
[0042]本實(shí)用新型一實(shí)施例中，熔鹽熱交換系統(tǒng)還包括熔鹽加熱鍋爐105，通過(guò)管路連接第一儲(chǔ)能罐102及第二儲(chǔ)能罐7，用于加熱第二儲(chǔ)能罐7輸送給第一儲(chǔ)能罐102的熔鹽。
[0043]本實(shí)用新型一實(shí)施例中，熔鹽-蒸汽熱換熱器的蒸汽輸入端與汽輪機(jī)低壓缸輸出端之間還連接有導(dǎo)熱油-蒸汽換熱器，先由導(dǎo)熱油-蒸汽換熱器中的導(dǎo)熱油對(duì)汽輪機(jī)低壓缸輸出的蒸汽進(jìn)行加熱，再由熔鹽-蒸汽換熱器中的熔鹽對(duì)蒸汽進(jìn)行加熱。
[0044]本實(shí)施例能夠提高汽輪機(jī)高壓缸的主蒸汽壓力穩(wěn)定性，從而提高發(fā)電效率。
[0045]為了更清楚的說(shuō)明本申請(qǐng)的技術(shù)方案，下面以一詳細(xì)實(shí)施例說(shuō)明。
[0046]如圖4所示，本實(shí)施例中，第一儲(chǔ)熱罐102中熔鹽的溫度最高，被稱為高溫儲(chǔ)能罐，儲(chǔ)能觸9中；tg.鹽的溫度小于弟一儲(chǔ)能觸大于儲(chǔ)能觸8，被稱為中溫儲(chǔ)能觸，儲(chǔ)能觸8被稱為低溫儲(chǔ)能觸。
[0047]導(dǎo)熱油循環(huán)回路為:導(dǎo)熱油經(jīng)過(guò)導(dǎo)熱油栗4后經(jīng)過(guò)導(dǎo)熱油集熱場(chǎng)4加熱，一條支路經(jīng)過(guò)導(dǎo)熱油一熔鹽換熱器5與熔鹽換熱，將能量存儲(chǔ)于儲(chǔ)能罐7中，或從儲(chǔ)能罐7獲取能量；另一條支路經(jīng)過(guò)導(dǎo)熱油一蒸汽換熱器25-1、25-2、25-3、25-4，導(dǎo)熱油加熱蒸汽后，回到導(dǎo)熱油栗4的入口。
[0048]在太陽(yáng)直射輻射強(qiáng)度不足時(shí)，啟動(dòng)導(dǎo)熱油輔助鍋爐3加熱導(dǎo)熱油管路中的導(dǎo)熱油。
[0049]熔鹽循環(huán)回路為:中溫儲(chǔ)能罐7中的熔鹽經(jīng)過(guò)鹽栗6輸出，一條支路經(jīng)過(guò)導(dǎo)熱油一熔鹽換熱器5與導(dǎo)熱油換熱，熱交換后到達(dá)低溫鹽罐8，另一條支路經(jīng)過(guò)熔鹽集熱場(chǎng)101加熱，將加熱后的熔鹽送至高溫儲(chǔ)能罐102，高溫鹽栗104將高溫儲(chǔ)能罐102中的高溫熔鹽輸出，形成兩條支路，一條經(jīng)過(guò)熔鹽一蒸汽換熱器103-1換熱后回到中溫儲(chǔ)能罐7，另一條經(jīng)過(guò)熔鹽一蒸汽換熱器103-2換熱后回到中溫儲(chǔ)能罐7。
[0050]熔鹽輔助鍋爐105在太陽(yáng)直射輻射強(qiáng)度不足時(shí)啟動(dòng)，以加熱熔鹽管路中的熔鹽。
[0051]蒸汽循環(huán)回路:冷卻塔24中的冷水通過(guò)循環(huán)水栗送至凝汽器20冷卻高壓缸輸出的蒸汽，使蒸汽凝結(jié)成水，凝結(jié)水栗18將凝結(jié)成的水輸送至低壓加熱器17加熱，加熱后送入除氧器16除氧，給水栗15將除氧后的水送至高壓加熱器14加熱，加熱后形成蒸汽，蒸汽通過(guò)導(dǎo)熱油一蒸汽換熱器25-4、25-3、25-2、103-2加熱后輸入至汽輪機(jī)低壓缸21做功，汽輪機(jī)低壓缸21輸出的蒸汽通過(guò)導(dǎo)熱油一蒸汽換熱器25-1及熔鹽一蒸汽換熱器103-1加熱后送至汽輪機(jī)尚壓缸22做功。
[0052]本實(shí)用新型提出的一種新的雙回路太陽(yáng)能熱發(fā)電電站的熱交換系統(tǒng)，形成有兩條傳熱儲(chǔ)熱回路，一條回路為使用導(dǎo)熱油作為換熱介質(zhì)的低溫段(100°C?393°C)，一條回路為使用熔鹽作為換熱介質(zhì)的高溫段(200°C?600°C);本實(shí)用新型由于熔鹽高溫段的作用，可以提高主蒸汽參數(shù)至500°C以上，從而提高發(fā)電效率;另在系統(tǒng)處于放熱模式時(shí)，基于第一儲(chǔ)能罐儲(chǔ)存的能量，熔鹽高溫段的參數(shù)并不會(huì)被影響，因此主蒸汽參數(shù)不會(huì)降低，發(fā)電效率也不會(huì)降低。
[0053]以上所述僅用于說(shuō)明本申請(qǐng)的技術(shù)方案，任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員均可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾與改變。因此，本實(shí)用新型的權(quán)利保護(hù)范圍應(yīng)視權(quán)利要求范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙回路太陽(yáng)能熱發(fā)電電站的熱交換系統(tǒng)，包括導(dǎo)熱油熱交換系統(tǒng)，其特征在于，還包括熔鹽熱交換系統(tǒng)，所述熔鹽熱交換系統(tǒng)包括，熔鹽集熱場(chǎng)、第一儲(chǔ)能罐及第一熔鹽-蒸汽換熱器； 所述熔鹽集熱場(chǎng)連接第一儲(chǔ)能罐及導(dǎo)熱油熱交換系統(tǒng)中的第二儲(chǔ)能罐，用于加熱從第二儲(chǔ)能罐輸入至熔鹽集熱場(chǎng)的熔鹽，將加熱后的熔鹽輸出至第一儲(chǔ)能罐； 所述第一熔鹽-蒸汽換熱器連接第一儲(chǔ)能罐、第二儲(chǔ)能罐、汽輪機(jī)低壓缸及汽輪機(jī)高壓缸，用于將第一儲(chǔ)能罐輸出的熔鹽的能量交換給汽輪機(jī)低壓缸輸出的蒸汽，第一儲(chǔ)能罐輸出的恪鹽換熱后輸入第二儲(chǔ)能罐中，汽輪機(jī)低壓缸輸出的蒸汽換熱后輸入汽輪機(jī)尚壓缸。2.如權(quán)利要求1所述的雙回路太陽(yáng)能熱發(fā)電電站的熱交換系統(tǒng)，其特征在于，還包括鹽栗，設(shè)置于第一儲(chǔ)能罐的輸出管路上，用于加速熔鹽的流動(dòng)。3.如權(quán)利要求1所述的雙回路太陽(yáng)能熱發(fā)電電站的熱交換系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二熔鹽-蒸汽換熱器，連接第一儲(chǔ)能罐、第二儲(chǔ)能罐、汽輪機(jī)低壓缸及導(dǎo)熱油熱交換系統(tǒng)中的導(dǎo)熱油-蒸汽換熱器，用于將第一儲(chǔ)能罐輸出的熔鹽的能量交換給導(dǎo)熱油熱交換系統(tǒng)中的導(dǎo)熱油-蒸汽換熱器輸出的蒸汽，第一儲(chǔ)能罐輸出的熔鹽換能后輸入第二儲(chǔ)能罐中，導(dǎo)熱油熱交換系統(tǒng)中的導(dǎo)熱油-蒸汽換熱器輸出的蒸汽加熱后輸入汽輪機(jī)低壓缸。4.如權(quán)利要求1所述的雙回路太陽(yáng)能熱發(fā)電電站的熱交換系統(tǒng)，其特征在于，還包括熔鹽加熱鍋爐，通過(guò)管路連接第一儲(chǔ)能罐及第二儲(chǔ)能罐，用于加熱第二儲(chǔ)能罐輸送給第一儲(chǔ)能罐的熔鹽。
【文檔編號(hào)】F24J2/34GK205448369SQ201521128353
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日
【發(fā)明人】符佳, 趙暉, 宿鳳明
【申請(qǐng)人】中電投科學(xué)技術(shù)研究院有限公司