專利名稱：光熱發(fā)電熔鹽儲能系統(tǒng)過熱蒸汽發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光熱發(fā)電領(lǐng)域，尤其是一種光熱發(fā)電熔鹽儲能系統(tǒng)過熱蒸汽發(fā)生
直O(jiān)
背景技術(shù)：
光、熱能中高溫?zé)崂眉夹g(shù)作為低成本且具有規(guī)?；熬暗那鍧嵞茉醇夹g(shù)，是我國國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性新能源技術(shù)。光、熱能中高溫?zé)崂孟到y(tǒng)主要由聚光系統(tǒng)、 吸熱系統(tǒng)、蓄熱系統(tǒng)以及熱利用裝置組成。由于光、熱能具有間歇性和不穩(wěn)定性，很難滿足工業(yè)化大規(guī)模連續(xù)穩(wěn)定供能的要求，因此必須發(fā)展高效蓄熱技術(shù)，才能有效解決太陽能轉(zhuǎn)換、傳輸與儲存問題。熔鹽由于具有熱容大、穩(wěn)定性高、工作溫度范圍廣的顯著優(yōu)勢，是目前中高溫光、 熱能熱利用系統(tǒng)中廣泛采用的傳熱與蓄熱介質(zhì)。由于蒸汽的輸運和使用方便，目前蒸汽廣泛應(yīng)用于發(fā)電、化工、食品等行業(yè)，因此如何把熔鹽蓄熱轉(zhuǎn)化為蒸汽也就成為太陽能中高溫?zé)崂玫年P(guān)鍵技術(shù)之一。光、熱能產(chǎn)蒸汽是太陽能規(guī)?；玫闹匾问剑壳坝卸喾N基于玻璃真空管集熱的蒸汽發(fā)生器，而基于熔鹽傳熱蓄熱功能的蒸汽發(fā)生器有套管式蒸氣發(fā)生裝置。熔鹽套管式蒸氣發(fā)生裝置使用夾套外壁耐高溫選擇性涂層吸收太陽輻射能，并將吸收熱量傳遞給熔鹽套管內(nèi)的熔鹽，進(jìn)一步傳給蛇形內(nèi)管的水形成蒸汽。在太陽能熱發(fā)電等規(guī)?；奶柲苤懈邷?zé)崂孟到y(tǒng)中，熔鹽套管式蒸氣發(fā)生裝置存在一些缺陷(1)由于管壁吸收的熱能遁過套管內(nèi)熔鹽直接傳給管內(nèi)水工質(zhì)，熔鹽主要起傳熱作用，并且由于套管內(nèi)熔鹽的蓄熱量較少，熔鹽工質(zhì)與熔鹽槽的蓄熱功能并未得到充分應(yīng)用；(2)由于套管外太陽能輻射的實時變化，套管內(nèi)熔鹽內(nèi)能變化與蒸發(fā)過程相耦合，套管系統(tǒng)整個傳熱過程和水蒸汽的參數(shù)不易控制；(3)由于蛇形吸熱管本體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其套管的加工難度大，因此難于規(guī)?；茫?4)系統(tǒng)大多為單級，無法產(chǎn)生過熱蒸汽。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠產(chǎn)生高溫過熱蒸汽、安全可靠的光熱發(fā)電熔鹽儲能系統(tǒng)過熱蒸汽發(fā)生裝置。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種光熱發(fā)電熔鹽儲能系統(tǒng)過熱蒸汽發(fā)生裝置，包括外層加固罐體以及設(shè)置在外層加固罐體內(nèi)、相互連通的干燥級罐體、 飽和蒸汽級罐體和蒸汽發(fā)生級罐體3個內(nèi)置罐體，所述的3個內(nèi)置罐體與外層加固罐體之間填充有保溫層；所述的3個內(nèi)置罐體內(nèi)均設(shè)置有螺旋盤管，并且3個內(nèi)置罐體內(nèi)的螺旋盤管通過連接管路相連通；所述的蒸汽發(fā)生級罐體產(chǎn)生的蒸汽依次經(jīng)過飽和蒸汽級罐體和蒸汽發(fā)生級罐體后轉(zhuǎn)換為高壓過熱干燥蒸汽通過干燥級罐體頂端設(shè)置的蒸汽出口排出外層加固罐體外部。具體的說，為了能夠高溫蒸汽，本實用新型所述的蒸汽發(fā)生級罐體的內(nèi)腔上端設(shè)置有噴淋器，所述的噴淋器的一端通過管路連通設(shè)置在外層加固罐體外表面的高溫水進(jìn)口 ；噴淋器的上方、下方螺旋盤管設(shè)置有高溫霧化濾網(wǎng)；為了在噴淋的過程中很好的控制高溫水的流量，本實用新型所述的蒸汽發(fā)生級罐體的內(nèi)腔壁上設(shè)置有水位控制儀；所述的水位控制儀設(shè)置在距離蒸汽發(fā)生級罐體底部的三分之一的高度處。本實用新型所述的蒸汽發(fā)生級罐體的下端設(shè)置有高溫熔鹽載熱體出口，所述的高溫熔鹽載熱體出口連通蒸汽發(fā)生級罐體內(nèi)腔的螺旋盤管；所述的蒸汽發(fā)生級罐體的下端還設(shè)置有高溫加熱介質(zhì)出口。所述的蒸汽發(fā)生級罐體與飽和蒸汽級罐體之間的連接通道上設(shè)置有配合工作的測壓儀表和高溫高壓控制閥。再進(jìn)一步的說，本實用新型所述的干燥級罐體的上端設(shè)置有與罐體內(nèi)腔相通的高溫預(yù)熱介質(zhì)進(jìn)口 ；干燥級罐體內(nèi)的螺旋盤管連通外層加固罐體上端設(shè)置的高溫熔鹽載熱體進(jìn)口，所述的進(jìn)口上加裝有氮氣進(jìn)口。更進(jìn)一步的說，為了節(jié)省空間，本實用新型所述的外層加固罐體以及其內(nèi)部的3 個內(nèi)置罐體均為立式結(jié)構(gòu)。同時，本實用新型所述的光熱發(fā)電熔鹽儲能系統(tǒng)過熱蒸汽發(fā)生裝置的運行方法如下1)從干燥級罐體的高溫預(yù)熱介質(zhì)進(jìn)口向3個內(nèi)置罐體內(nèi)通入高溫預(yù)熱介質(zhì)進(jìn)行預(yù)熱；2)從干燥級罐體的高溫熔鹽載熱體進(jìn)口通入高溫熔鹽載熱體，載熱體通過螺旋盤管依次提升干燥級罐體、飽和蒸汽級罐體和蒸汽發(fā)生級罐體的罐體溫度；3)通過高溫水通過進(jìn)口注入高溫水至噴淋器，噴淋器噴灑高溫水向霧化濾網(wǎng)，使高溫?zé)崴纬杉?xì)小霧氣，并高溫加熱的螺旋盤管充分接觸轉(zhuǎn)換為高溫蒸汽；4)當(dāng)上述高溫蒸汽壓力達(dá)到設(shè)置的額定值時，高溫高壓調(diào)節(jié)閥門打開，高溫高壓蒸汽進(jìn)入飽和蒸汽級罐體，通過進(jìn)一步加熱使其轉(zhuǎn)化為飽和蒸汽；5)飽和蒸汽通過連接通道進(jìn)入干燥級罐體，進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為高壓過熱干燥蒸汽，通過蒸汽出口流出。具體的說，所述的步驟幻中，高溫水通過進(jìn)口進(jìn)入高溫水噴淋器時，進(jìn)口的流量通過設(shè)置在蒸汽發(fā)生級罐體的下端、距離蒸汽發(fā)生級罐體底部的三分之一的高度處的水位控制儀上的控制開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)裝置停止運行時，打開高溫加熱介質(zhì)水出口上的控制閥門，借助蒸汽發(fā)生器內(nèi)的自身蒸汽壓力，通過高溫加熱介質(zhì)出口將凝結(jié)水全部排出；并從氮氣進(jìn)口注入氮氣，助推螺旋盤管內(nèi)高溫熔鹽載熱體排出。本實用新型的有益效果是1、能夠產(chǎn)生高溫過熱蒸汽；2、使用熔鹽換熱，并且具有很好的耐腐蝕性和耐沖刷性；3、采用噴淋器和過濾網(wǎng)裝置，能夠讓進(jìn)入發(fā)生器的水瞬間氣化，大大提高了蒸汽產(chǎn)生的效率；4、罐體可以預(yù)熱，這樣就不會產(chǎn)生因為熔鹽的凝固點高在進(jìn)入換熱管就會凝固堵塞而造成設(shè)備停車的問題。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。[0022]


圖1是本實用新型的優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1、高溫預(yù)熱介質(zhì)進(jìn)口 ；2、高溫預(yù)熱介質(zhì)連通管路；3、高溫加熱介質(zhì)出口 ；4、 干燥級罐體；5、飽和蒸汽級罐體；6、蒸汽發(fā)生級罐體；7、高溫熔鹽載熱體進(jìn)口 ；8、螺旋盤管；9、連接管路；10、外層加固罐體；11、保溫層；13、高溫熔鹽載熱體出口 ；14、側(cè)壓儀表； 15、高溫高壓控制閥；16、連接通道；17、高溫水進(jìn)口 ；18、噴淋器；19、高溫霧化濾網(wǎng)；20、蒸汽出口 ；21、水位控制儀；22、氮氣進(jìn)口。
具體實施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實用新型有關(guān)的構(gòu)成。一種光熱發(fā)電熔鹽儲能系統(tǒng)過熱蒸汽發(fā)生裝置，由蒸汽發(fā)生級、過熱蒸汽發(fā)生級及蒸汽干燥級組成，運行時高溫加熱介質(zhì)通過連通管路預(yù)熱三級罐體和盤管直至所需溫度，再通過螺旋盤管注入熔鹽載熱體(或其他相變材料)，然后通過噴淋器注入高溫水，在蒸汽發(fā)生級轉(zhuǎn)化為蒸汽，通過飽和蒸汽發(fā)生級和干燥級實現(xiàn)所需的高溫高壓過熱蒸汽。如
圖1所示，在外層加固罐體10內(nèi)設(shè)計蒸汽發(fā)生級罐體6、飽和蒸汽級罐體5和干燥級罐體4三個高承壓橢圓(或非橢圓)罐體，三級罐體通過法蘭連接并相通，外置耐高溫保溫層11 ；干燥蒸汽級罐體4頂端設(shè)置蒸汽出口 20、高溫預(yù)熱介質(zhì)進(jìn)口 1和高溫熔鹽載熱體進(jìn)口 7，高溫熔鹽載熱體進(jìn)口 7處設(shè)置氮氣進(jìn)口 22 ；三級罐體連接高溫預(yù)熱介質(zhì)連通管路 2，每個高承壓橢圓(或非橢圓)罐體內(nèi)置螺旋盤管8，并通過連接管路9連通。蒸汽發(fā)生級罐體6頂部設(shè)置高溫水進(jìn)口 17，內(nèi)置噴淋器18和高溫霧化濾網(wǎng)19，罐體三分之一高度處設(shè)置水位控制儀21，頂部與飽和蒸汽級罐體5連接處設(shè)置高溫高壓控制閥15和測壓儀表14 ； 蒸汽發(fā)生級罐體6下端設(shè)置高溫加熱介質(zhì)出口 3和高溫熔鹽載熱體出口 13。高溫預(yù)熱介質(zhì)通過進(jìn)口 1進(jìn)入蒸汽干燥級罐體4，并通過連接通道16和連通管路 2進(jìn)入飽和蒸汽發(fā)生級罐體5及蒸汽發(fā)生級罐體6，將罐體及內(nèi)部螺旋盤管預(yù)熱至所需溫度后通過出口 3排出。借助高溫熔鹽載熱體(或其他相變材料)在螺旋盤管內(nèi)流動換熱加熱各級罐體， 其步驟如下(1)高溫熔鹽載熱體(或其他相變材料)通過進(jìn)口 7進(jìn)入蒸汽干燥級罐體4的螺旋盤管，通過流動換熱提升該級罐體溫度；(2)通過連接管路進(jìn)入飽和蒸汽級罐體5的螺旋盤管通過流動換熱提升該級罐體溫度；(3)通過連接管路進(jìn)入蒸汽發(fā)生級罐體6的螺旋盤管通過流動換熱提升該級罐體溫度；(4)高溫熔鹽載熱體(或其他相變材料)通過出口 13流出；預(yù)熱過的高溫水通過進(jìn)口 17進(jìn)入高溫水噴淋器18，高溫水通過高溫水噴淋器18 噴灑向霧化濾網(wǎng)19，使高溫?zé)崴纬杉?xì)小霧氣進(jìn)入蒸汽發(fā)生級罐體6，與高溫加熱螺旋盤管充分接觸轉(zhuǎn)換為高溫蒸汽，當(dāng)蒸汽壓力達(dá)到設(shè)置的額定值，高溫高壓調(diào)節(jié)閥門15打開， 高溫高壓蒸汽進(jìn)入飽和蒸汽級罐體5，通過進(jìn)一步加熱使其轉(zhuǎn)化為飽和蒸汽，并通過聯(lián)通通道16進(jìn)入干燥級罐體4，進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為高壓過熱干燥蒸汽，通過出口 20流出；預(yù)熱過的高溫水通過進(jìn)口 17進(jìn)入高溫水噴淋器18時，進(jìn)口 17的流量通過水位控制儀21上的控制開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)。[0030]當(dāng)系統(tǒng)停止運行時，打開出口 3上的控制閥門，借助蒸汽發(fā)生器內(nèi)的自身蒸汽壓力，通過出口 3將凝結(jié)水全部排出；并從進(jìn)口 22注入氮氣，助推盤管內(nèi)高溫熔鹽載熱體(或其他相變材料)排出盤管，以免在盤管內(nèi)殘留凝固造成管路堵塞。本實用新型能夠產(chǎn)生高溫過熱蒸汽，因為一般的蒸汽在190度左右，但無法滿足發(fā)電使用，所以必須實現(xiàn)過熱干燥，使其達(dá)到340度以上才能滿足汽輪機的需要。本實用新型設(shè)計的多級蒸汽發(fā)生器能夠解決這個問題，而且將在以后的電站中廣泛使用。目前能使用熔鹽換熱的，國內(nèi)廠家還沒有生產(chǎn)過，國內(nèi)廠家生產(chǎn)的蒸發(fā)器換熱盤管一般采用12CrMo鋼，耐熔鹽腐蝕和沖刷性差，本實用新型采用316L不銹鋼無縫鋼管，提高了其耐腐和耐沖刷。以上說明書中描述的只是本實用新型的具體實施方式
，各種舉例說明不對本實用新型的實質(zhì)內(nèi)容構(gòu)成限制，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀了說明書后可以對以前所述的具體實施方式
做修改或變形，而不背離實用新型的實質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求1.一種光熱發(fā)電熔鹽儲能系統(tǒng)過熱蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于包括外層加固罐體以及設(shè)置在外層加固罐體內(nèi)、相互連通的干燥級罐體、飽和蒸汽級罐體和蒸汽發(fā)生級罐體3 個內(nèi)置罐體，所述的3個內(nèi)置罐體與外層加固罐體之間填充有保溫層；所述的3個內(nèi)置罐體內(nèi)均設(shè)置有螺旋盤管，并且3個內(nèi)置罐體內(nèi)的螺旋盤管通過連接管路相連通；所述的蒸汽發(fā)生級罐體產(chǎn)生的蒸汽依次經(jīng)過飽和蒸汽級罐體和蒸汽發(fā)生級罐體后轉(zhuǎn)換為高壓過熱干燥蒸汽通過干燥級罐體頂端設(shè)置的蒸汽出口排出外層加固罐體外部。
2.如權(quán)利要求1所述的光熱發(fā)電熔鹽儲能系統(tǒng)過熱蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于所述的蒸汽發(fā)生級罐體的內(nèi)腔上端設(shè)置有噴淋器，所述的噴淋器的一端通過管路連通設(shè)置在外層加固罐體外表面的高溫水進(jìn)口 ；噴淋器的下方、螺旋盤管上方設(shè)置有高溫霧化濾網(wǎng)；所述的蒸汽發(fā)生級罐體的內(nèi)腔壁上設(shè)置有水位控制儀；所述的蒸汽發(fā)生級罐體的下端設(shè)置有高溫熔鹽載熱體出口，所述的高溫熔鹽載熱體出口連通蒸汽發(fā)生級罐體內(nèi)腔的螺旋盤管； 所述的蒸汽發(fā)生級罐體的下端還設(shè)置有高溫加熱介質(zhì)出口。
3.如權(quán)利要求2所述的光熱發(fā)電熔鹽儲能系統(tǒng)過熱蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于所述的水位控制儀設(shè)置在距離蒸汽發(fā)生級罐體底部的三分之一的高度處。
4.如權(quán)利要求1所述的光熱發(fā)電熔鹽儲能系統(tǒng)過熱蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于所述的蒸汽發(fā)生級罐體與飽和蒸汽級罐體之間的連接通道上設(shè)置有配合工作的測壓儀表和高溫高壓控制閥。
5.如權(quán)利要求1所述的光熱發(fā)電熔鹽儲能系統(tǒng)過熱蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于所述的干燥級罐體的上端設(shè)置有與罐體內(nèi)腔相通的高溫預(yù)熱介質(zhì)進(jìn)口 ；干燥級罐體內(nèi)的螺旋盤管連通外層加固罐體上端設(shè)置的高溫熔鹽載熱體進(jìn)口，所述的進(jìn)口上加裝有氮氣進(jìn)口。
6.如權(quán)利要求1所述的光熱發(fā)電熔鹽儲能系統(tǒng)過熱蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于所述的外層加固罐體以及其內(nèi)部的3個內(nèi)置罐體均為立式結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型涉及一種光熱發(fā)電熔鹽儲能系統(tǒng)過熱蒸汽發(fā)生裝置，由蒸汽發(fā)生級罐體、過熱蒸汽發(fā)生級罐體及蒸汽干燥級罐體組成，運行時高溫加熱介質(zhì)通過連通管路預(yù)熱三級罐體和螺旋盤管直至所需溫度，再通過螺旋盤管注入熔鹽載熱體，然后通過噴淋器注入高溫水，在蒸汽發(fā)生級罐體內(nèi)轉(zhuǎn)化為蒸汽，通過飽和蒸汽發(fā)生級罐體和干燥級罐體實現(xiàn)所需的高溫高壓過熱蒸汽。本實用新型不僅能夠產(chǎn)生高溫過熱蒸汽；而且使用熔鹽換熱，具有很好的耐腐蝕性和耐沖刷性；同時采用噴淋器和過濾網(wǎng)裝置，能夠讓進(jìn)入發(fā)生器的水瞬間氣化，大大提高了蒸汽產(chǎn)生的效率；罐體可以預(yù)熱，這樣就不會產(chǎn)生因為熔鹽的凝固點高在進(jìn)入換熱管就會凝固堵塞而造成設(shè)備停車的問題。
文檔編號F22G3/00GK202267054SQ20112039128
公開日2012年6月6日 申請日期2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者何毅, 劉國敏, 劉平心, 劉明松, 張雷, 殷建平, 田洪增, 郭廷偉 申請人:江蘇太陽寶新能源有限公司