本實用新型涉及光熱發(fā)電技術領域，具體地說是一種應用于光熱發(fā)電系統(tǒng)的汽包及蒸汽發(fā)生系統(tǒng)。

背景技術：

太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)是國家新興產業(yè)，是替代傳統(tǒng)煤電的新能源范疇。太陽能光熱發(fā)電是利用聚光器(定日鏡)將低密度的太陽光聚光成高密度的太陽光能再通過太陽能吸熱器，將太陽能轉變?yōu)闊崮芗訜嵫h(huán)流動的中間載熱體熔鹽，再通過熔鹽在換熱器內加熱給水，產生高溫過熱蒸汽推動汽輪機旋轉發(fā)電。

在這一過程中為了保證蒸汽的品質，避免蒸汽的含鹽量超標(含鹽量超標的蒸汽會引起汽輪機、鍋爐等熱力設備結鹽垢)，換熱器所產生的蒸汽需要進入汽包進行汽水分離和凈化。

汽包是電站鍋爐最重要的設備，是加熱、汽化、過熱三過程的連接樞紐，起著承上啟下的作用。然而傳統(tǒng)的汽包一般采用柱形筒式旋風分離器對蒸汽中的汽水進行分離，這樣主要存在以下幾方面的問題：

第一，汽包內的結構復雜，不僅增大的初期的資金投入，而且不便于后期的維修和養(yǎng)護。

第二，由于柱形筒式旋風分離器是由2-3mm的鋼板制成的圓筒，汽水混合物從進口蝸殼以切線方向進入旋風器，靠離心力作用將水滴拋向筒壁使汽與水分離，然后在旋風筒內受重力作用，蒸汽從頂部進入汽包的蒸汽空間，水則由下部進入水空間，完成汽水分離。這種結構在進行汽水分離的過程中阻力大，因此在工作的過程呈能耗高，增加了運行的成本。

第三，在工作的過程中由于蒸汽中的液滴會對柱形筒式旋風分離器的筒壁進行拍打，一方面運行的過程中噪聲會很大，造成噪音污染；另一方面對設備的安裝精度要求較高，因為一旦在安裝的過程中出現(xiàn)偏心的情況，還會出現(xiàn)震動，降低設備的壽命。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本實用新型提供了一種應用于光熱發(fā)電系統(tǒng)的汽包及蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，該裝置不僅結構簡單，而且分離效果好，方便后期的維修和養(yǎng)護。

本實用新型解決其技術問題所采取的技術方案是：

一種應用于光熱發(fā)電系統(tǒng)的汽包，包括第一殼體，所述的第一殼體內設置有汽水分離裝置，所述的汽水分離裝置包括第一汽水分離裝置、第二汽水分離裝置和第三汽水分離裝置，且所述的第一汽水分離裝置、第二汽水分離裝置和第三汽水分離裝置共同形成了“門”字形；

所述第一汽水分離裝置和第二汽水分離裝置的上端分別與所述的第一殼體相連，所述第一汽水分離裝置和第二汽水分離裝置的下端分別通過第一底部圍板和第二底部圍板與所述的第一殼體相連；

所述的汽水分離裝置的沿軸線方向的兩端分別設置有側圍板，且所述的第一汽水分離裝置、第一底部圍板、第一殼體和側圍板共同形成了第一汽水分離室，所述的第二汽水分離裝置、第二底部圍板、第一殼體和側圍板共同形成了第二汽水分離室，所述的第三汽水分離裝置、第一殼體和側圍板共同形成了蒸汽干燥室。

進一步地，所述的第一殼體上分別設置有飽和蒸汽出口、第一汽水混合物進口和第二汽水混合物進口，所述的飽和蒸汽出口與所述的蒸汽干燥室相連通，所述第一汽水混合物進口和第二汽水混合物進口分別與所述第一汽水分離室和第二汽水分離室相連通，所述第一殼體的下部分別設置有給水進水管和飽和水出水管。

進一步地，所述蒸汽干燥室的內部位于飽和蒸汽出口的下方設置有用于干燥飽和蒸汽的擋板。

進一步地，所述的第一汽水混合物進口和第二汽水混合物進口均為若干個，且若干個所述的第一汽水混合物進口和若干個所述的第二汽水混合物進口沿軸向均布。

進一步地，所述給水進水管的內端設置有沿軸線方向的橫管，所述橫管上設置有若干個出水孔，且所述出水孔的軸線與豎直方向之間的夾角α均小于90°。

進一步地，所述橫管的軸線與所述第一殼體的軸線之間的豎直距離M為第一殼體直徑的3/8。

進一步地，所述飽和水出水管的位于第一殼體內部的進水口與所述第一殼體的軸線之間的豎直距離L為第一殼體直徑的1/4。

一種應用于光熱發(fā)電系統(tǒng)的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，包括預熱器、蒸發(fā)器、過熱器和汽包，所述的蒸發(fā)器包括呈U型的第二殼體，所述的呈U型的第二殼體內設置有U型管束，所述的U型管束上設置有用于支撐所述的U型管束的折流組件；

所述的第二殼體包括進口端殼體、出口端殼體和用于連接所述進口端殼體和出口端殼體的殼程U型管端封頭，所述的進口端殼體和出口端殼體上分別設置有殼程出口和殼程進口；

所述進口端殼體的遠離殼程U型管端封頭的一端設置有進口端管板，所述出口端殼體的遠離殼程U型管端封頭的一端設置有出口端管板；

所述U型管束位于進口端殼體內的一端與所述的進口端管板固定連接，所述U型管束位于出口端殼體內的一端與所述的出口端管板固定連接；

所述的進口端管板和出口管板上分別設置有進口管箱和出口管箱；

所述的進口管箱和出口管箱上分別設置有管程進口和管程出口；

所述汽包為權利要求1至7中任意一項所述的汽包；

進一步地，所述的殼程U型管端封頭由兩個呈U型的封頭殼體扣合而成，且兩個所述的封頭殼體之間，封頭殼體與進口端殼體之間，以及封頭殼體與出口端殼體之間均采用焊接的方式固定連接。

進一步地，所述的預熱器和過熱器與所述的蒸發(fā)器結構相同。

本實用新型的有益效果是：

1、在保證分離效果的前提下，大大的簡化了汽包內部的結構復雜程度，降低了加工難度和材料成本，方便了后期的維修和養(yǎng)護。

2、運行的過程中阻力小，耗能低，降低了運行成本。

3、運行的過程中噪音小，且對安裝精度要求不高，降低了加工難度和安裝精度。

4、蒸發(fā)器采用U管U殼的結構，一方面實現(xiàn)了純逆流換熱，大大的提高了換熱效果，另一方面由于管殼側均為單流程使得第一殼體的直徑減小，從而使結構更加緊湊，大幅減小了占地面積。

5、由于蒸發(fā)器采用U管U殼的結構，因此管、殼側均可自由膨脹，無溫差應力。

附圖說明

圖1為汽包內部結構的主視圖；

圖2為圖1中A部分的放大結構示意圖；

圖3為汽包內部結構的側視圖；

圖4為汽包給水進水管的立體結構示意圖；

圖5為圖3中B部分的放大結構示意圖；

圖6為飽和水出水管的另一種安裝結構示意圖；

圖7為蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的結構示意圖(預熱器、過熱器和蒸發(fā)器結構相同)；

圖8為蒸汽發(fā)生系統(tǒng)中汽包和蒸發(fā)器的連接關系結構示意圖；

圖9為蒸發(fā)器的結構示意圖；

圖10為圖9的俯視圖。

圖中：1-汽包，11-第一殼體，12-給水進水管，121-橫管，122-出水孔， 131-第一汽水混合物進口，132-第二汽水混合物進口，141-第一汽水分離室， 142-第二汽水分離室，151-第一汽水分離裝置，152-第二汽水分離裝置，153- 第三汽水分離裝置，16-飽和水出水管，17-蒸汽干燥室，18-飽和蒸汽出口， 181-擋板，191-第一底部圍板，192-第二底部圍板，193-側圍板，2-蒸發(fā)器， 21-進口管箱，211-管程進口，22-出口管箱，221-管程出口，23-進口端第一殼體，231-殼程出口，24-出口端第一殼體，241-殼程進口，25-折流組件， 26-進口端管板，27-出口端管板，28-U型管束，29-殼程U型端封頭，291- 封頭殼體，3-過熱器，4-預熱器。

具體實施方式

如圖1至圖3所示，一種應用于光熱發(fā)電系統(tǒng)的汽包1包括第一殼體11，所述第一殼體11的內腔體的上部設置有汽水分離裝置，所述的汽水分離裝置包括第一汽水分離裝置151、第二汽水分離裝置152和第三汽水分離裝置153。其中所述的第一汽水分離裝置151和第二汽水分離裝置152均沿豎直方向布置，所述的第三汽水分離裝置153設置于所述的第一汽水分離裝置151和第二汽水分離裝置152之間，且沿水平方向布置。所述的第一汽水分離裝置151、第二汽水分離裝置152和第三汽水分離裝置153共同形成了“門”字形。

所述第一汽水分離裝置151和第二汽水分離裝置152的上端分別與所述的第一殼體11密封連接。所述第一汽水分離裝置151和第二汽水分離裝置152 的下端與第一殼體11之間分別設置有第一底部圍板191和第二底部圍板192，且所述的第一底部圍板191和第二底部圍板192的內側(以靠近軸線的一側為內側，下同)分別與所述的第一汽水分離裝置151和第二汽水分離裝置152 密封連接，所述第一底部圍板191和第二底部圍板192的外側分別與所述的第一殼體11密封連接。所述第三汽水分離裝置153的兩端分別與所述的第一汽水分離裝置151和第二汽水分離裝置152密封連接。

所述的第一汽水分離裝置151、第二汽水分離裝置152和第三汽水分離裝置153可以是波形板分離器、百葉窗分離器或是絲網(wǎng)，在實際的應用中可以根據(jù)分離精度的不同進行選擇或是組合使用。

所述的汽水分離裝置的沿軸線方向的兩端分別設置有側圍板193，且所述側圍板193的上端圓弧面與所述的第一殼體11密封連接，所述的側圍板193 的下端水平面的兩端分別與所述的第一底部圍板191和第二底部圍板192密封連接。

在這里，所述的密封連接可以為焊接或是通過螺栓和密封墊連接。

所述的第一汽水分離裝置151、第一底部圍板191、第一殼體11和側圍板193共同形成了第一汽水分離室141，所述的第二汽水分離裝置152、第二底部圍板192、第一殼體11和側圍板193共同形成了第二汽水分離室142，所述的第三汽水分離裝置153、第一殼體11和側圍板193共同形成了蒸汽干燥室17。

所述的第一殼體11上設置有與所述的蒸汽干燥室17相連通的飽和蒸汽出口18，所述的蒸汽干燥室17的內部位于飽和蒸汽出口18的下方設置有用于干燥飽和蒸汽的擋板181。優(yōu)選的，所述的飽和蒸汽出口18的軸線沿豎直方向，且與所述第一殼體11的軸線相交。

所述的第一殼體11上分別設置有與所述的第一汽水分離室141和第二汽水分離室142相連通的若干個第一汽水混合物進口131和若干個第二汽水混合物進口132，且若干個所述的第一汽水混合物進口131和若干個所述的第二汽水混合物進口132沿軸向均布。

所述第一殼體11的下部設置有給水進水管12，作為一種具體實施方式，本實施例中所述給水進水管12的軸線沿豎直方向，且與所述第一殼體11的軸線相交。進一步地，所述給水進水管12的內端設置有沿軸線方向的橫管121，如圖4和圖5所示，所述橫管121上設置有若干個出水孔122，且所述出水孔 122的軸線與豎直方向之間的夾角α均小于90°。進一步地，所述橫管121 的軸線與所述第一殼體11的軸線之間的豎直距離M為第一殼體11直徑的3/8。

這樣設計的目的主要有三個：第一，通過分流，有利于給水內本身存在的蒸汽排出；第二，通過分流，避免第一殼體11內的液面出現(xiàn)波動；第三，由于運行過程中所產生的污物會沉積在第一殼體11的底部，這樣可以避免將第一殼體11底部的污物掀起。

所述第一殼體11的下部設置有飽和水出水管16，如圖3和圖6所示，所述的飽和水出水管16可以沿水平方向，也可以沿徑向。所述飽和水出水管16 的位于第一殼體11內部的進水口與所述第一殼體11的軸線之間的豎直距離L 為第一殼體11直徑的1/4。這樣設計的主要目的是為了避免第一殼體11底部的污物隨飽和水一起流出。

工作時，從蒸發(fā)器2排出的汽水混合物分別從第一汽水混合物進口131 第二汽水混合物進口132進入到第一汽水分離室141和第二汽水分離室142，由于受到底部圍板和側圍板193的封堵，所述的汽水混合物只能通過第一汽水分離裝置151和第二汽水分離裝置152進入到第一汽水分離裝置151和第二汽水分離裝置152之間。在這里蒸汽會向上運動穿過第三汽水分離裝置153，分離出來的液體會沿著第一汽水分離裝置151和第二汽水分離裝置152留到第一殼體11的下部，且蒸汽在上升的過程中從第三汽水分離裝置153中分離出來的液體還會對蒸汽起到清洗的作用。最終經過汽水分離的飽和蒸汽經過擋板181的分離作用(即干燥)后，從飽和蒸汽出口18排出，進入到過熱器 3內。

如圖7至圖9所示，一種應用于光熱發(fā)電系統(tǒng)的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包括預熱器4(圖中未示出)、蒸發(fā)器2、過熱器3(圖中未示出)和汽包1。

所述的汽包1采用上述的汽包1即可，在此不再贅述。

所述的蒸發(fā)器2包括呈U型的第二殼體，所述的呈U型的第二殼體內設置有U型管束28，所述的U型管束28上設置有用于支撐所述的U型管束28 的折流組件25，所述的折流組件25采用現(xiàn)有技術中的折流組件25即可，在此不再贅述。

所述的第二殼體包括進口端殼體、出口端殼體和用于連接所述的進口端殼體和出口端殼體的殼程U型管端封頭。所述進口端殼體的遠離殼程U型管端封頭的一端設置有進口端管板26，所述的出口端殼體的遠離殼程U型管端封頭的一端設置有出口端管板27。所述U型管束28位于進口端殼體內的一端與所述的進口端管板26固定連接。

所述U型管束28位于出口端殼體內的一端與所述的出口端管板27固定連接。所述進口端管板26上設置有與所述的U型管束28相連通的進口管箱 21，所述出口端管板27設置有與所述的U型管束28相連通的出口端管箱。

所述的進口管箱21上設置有管程進口211，所述的出口管箱22上設置有管程出口221。所述的進口端二殼體上設置有殼程出口231，所述的出口端殼體上設置有殼程進口241。

進一步地，為了安裝方便，如圖10所示，所述的殼程U型管端封頭29 由兩個呈U型的封頭殼體291扣合而成，且兩個所述的封頭殼體291之間，封頭殼體291與進口端殼體23之間，以及封頭殼體291與出口端殼體24之間均采用焊接的方式固定連接。

所述的預熱器4和過熱器3可以采用現(xiàn)有技術中的換熱器，且當采用現(xiàn)有技術中的換熱器時，由于為現(xiàn)有技術，在此不再贅述。另外所述的預熱器4 和過熱器3也可以采用與所述的蒸發(fā)器2結構相同的換熱器，且所述蒸發(fā)器2 的結構前面已經進行描述，在此不再贅述。

如圖7所示，所述預熱器4的管程出口221通過管路與所述汽包1的給水進水管12相連，所述汽包1的飽和水出水管16通過管路與所述的蒸發(fā)器2 的管程進口211相連，所述的管程出口221通過管路分別與所述汽包1的第一汽水混合物進口131和第二汽水混合物進口132相連，所述汽包1的飽和蒸汽出口18通過管路與所述過熱器3的管程進口211相連；所述過熱器3的殼程出口231通過關于所述蒸發(fā)器2的殼程進口241相連，所述蒸發(fā)器2的殼程出口231通過管路與所述預熱器4的殼程進口241相連。

工作時，高溫的低壓熱介質熔鹽依次流經過熱器3、蒸發(fā)器2和預熱器4 的殼側，并在預熱器4內與給水進行熱交換對給水進行預熱，給水經汽包1 的給水進水管12進入汽包1內，然后從汽包1的飽和水出水管16流出從蒸發(fā)器2的管程進口211進入到U型管束28內與殼側低壓熱介質熔鹽逆流換熱后吸收熔鹽的顯熱后在U型管束28內蒸發(fā)產生汽泡，汽水混合物在U型管束 28內的氣相率隨著流程的增加逐漸加大產生額定飽和蒸汽，含有額定飽和蒸汽的汽水混合物在出口管箱22匯集，再通過管程出口221進入到汽包1內進行汽水分離。經過汽水分離后產生的飽和蒸汽經飽和蒸汽出口18進入到過熱器3的管側，并與過熱器3殼側內的低壓熱介質熔鹽進行熱交換產生過熱蒸汽。