太陽能光熱電站熔鹽加熱器裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種太陽能光熱電站中采用的加熱裝置，特別是一種采用熔鹽作為儲熱傳熱介質(zhì)的太陽能光熱電站熔鹽加熱器裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，世界上已運行的太陽能光熱電站一般都是采用導(dǎo)熱油作為傳熱介質(zhì)，導(dǎo)熱油溫度較低，使得發(fā)電站的效率和能源輸出量均較低。而且由于溫度低而不能與常規(guī)發(fā)電站合并或者替換，阻礙了生產(chǎn)發(fā)展。導(dǎo)熱油還存在泄漏易燃引發(fā)火災(zāi)的安全隱患。存在以下缺點:導(dǎo)熱油工作溫度低，儲熱量?。粚?dǎo)熱油工作溫度低，加熱產(chǎn)生蒸汽溫度較低，發(fā)電站的效率和能源輸出量均較低；導(dǎo)熱油為易燃介質(zhì)，對系統(tǒng)安全性要求較高，發(fā)生泄漏將燃燒引起火災(zāi)事故，此外導(dǎo)熱油發(fā)生泄漏還將污染環(huán)境。
[0003]熔鹽加熱器裝置中的換熱器一般采用U形管式、列管式等常規(guī)結(jié)構(gòu)換熱器，存在以下缺點:結(jié)構(gòu)細(xì)長，穿管制作難度高；常規(guī)換熱器結(jié)構(gòu)不緊湊，單臺換熱器設(shè)計換熱面積小，為了滿足傳熱要求，需要串聯(lián)多臺換熱器一起工作，增加系統(tǒng)布置及控制的復(fù)雜程度，增加設(shè)備、管道、閥門、儀表、保溫等投入費用，增加布置場地，增加系統(tǒng)投資成本及運行管理成本；常規(guī)換熱器結(jié)構(gòu)的長徑比不能按設(shè)計需要靈活調(diào)整，不方便系統(tǒng)布置安裝；由于熔鹽加熱器的操作溫度極高，達(dá)500多度，設(shè)備金屬膨脹量較大，采用常規(guī)換熱器，換熱器自身無法克服管、殼熱膨脹差產(chǎn)生的較大的溫差應(yīng)力。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為了克服上述所存在的技術(shù)缺陷，本實用新型的目的是:提供一種發(fā)電效率高、能量輸出大且安全系數(shù)高、設(shè)備投入及運行維護(hù)管理費用更經(jīng)濟(jì)的太陽能光熱電站熔鹽加熱器裝置。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):包括通過熔鹽管道依次連接其殼程的給水加熱器、蒸汽發(fā)生器以及蒸汽過熱器，所述的給水加熱器、蒸汽發(fā)生器以及蒸汽過熱器均采用纏繞管式結(jié)構(gòu)換熱器，并在其管程，通過汽水管道連通在一起，在蒸汽發(fā)生器與蒸汽過熱器之間的汽水管道上設(shè)置有汽包，蒸汽發(fā)生器位于汽包的自力水循環(huán)管路的上升管道上，經(jīng)蒸汽發(fā)生器加熱產(chǎn)生的汽水混合物由汽包的上升管道循環(huán)進(jìn)入汽包內(nèi)進(jìn)行汽水分離，分離產(chǎn)生的蒸汽流向蒸汽過熱器；在所述的熔鹽管道和汽水管道上均設(shè)置有多個壓力表和溫度表。
[0006]所述的熔鹽管道上與蒸汽過熱器并聯(lián)連接有蒸汽再熱器。
[0007]所述的汽包上設(shè)置有充氮接口和排空氣口。
[0008]在所述的汽包上設(shè)置有安全閥。
[0009]所述的纏繞管式結(jié)構(gòu)換熱器包括上管箱、下管箱、殼體，所述的纏繞管式結(jié)構(gòu)換熱器還包括纏繞管束，該纏繞管束位于殼體內(nèi)，且分別與上管箱和下管箱連通；在所述的殼程的上部側(cè)面開設(shè)有高溫熔鹽進(jìn)口，下部側(cè)面開始有高溫熔鹽出口 ；在所述的上管箱頂部開設(shè)有汽水出口，在所述的下管箱底部開設(shè)有汽水進(jìn)口。
[0010]所述的上管箱和下管箱之間還設(shè)置有包裹住纏繞管束的殼體，在該殼體的外側(cè)面設(shè)置有安裝支座以及用于方便吊裝的吊耳。
[0011]所述的殼體和纏繞管束之間設(shè)置有擋環(huán)。
[0012]在所述的上管箱和下管箱均設(shè)置有內(nèi)壓自緊密封孔。
[0013]本實用新型的有益效果，一是:本實用新型的太陽能光熱電站熔鹽加熱器裝置，通過給水加熱器、蒸汽發(fā)生器以及蒸汽過熱器等的配合，采用熔鹽作為儲熱傳熱介質(zhì)，熔鹽最高運行溫度可為550°C，相對于傳統(tǒng)的采用導(dǎo)熱油作為儲熱傳熱介質(zhì)的電站，介質(zhì)運行溫度有大幅提高，從而大大提高了發(fā)電站的效率和能源輸出量。由于熔鹽最高運行溫度可為550°C，可以與傳統(tǒng)發(fā)電站合并或者替換，大大提高了經(jīng)濟(jì)效益。二是:采用熔鹽作為儲熱傳熱介質(zhì)與導(dǎo)熱油相比，對系統(tǒng)安全性要求低、具有低成本、安全性、對環(huán)境無害等優(yōu)點，汽化溫度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、儲熱量大，加熱產(chǎn)生蒸汽壓力及溫度高、電廠熱效率高。三是:熔鹽加熱器裝置中的換熱器創(chuàng)造性的采用纏繞管式結(jié)構(gòu)換熱器，利用一臺纏繞管式換熱器取代多臺常規(guī)換熱器使用，簡化系統(tǒng)布置及控制，減小系統(tǒng)投資成本及運行管理成本；避免常規(guī)換熱器因結(jié)構(gòu)細(xì)長，穿管制作困難，降低制造難度；纏繞管式換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活，方便系統(tǒng)布置安裝；換熱管可軸向伸縮，熱膨脹可自行補(bǔ)償，避免常規(guī)換熱管器，因管、殼熱膨脹差產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的太陽能光熱電站熔鹽加熱器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實用新型的太陽能光熱電站熔鹽加熱器裝置的熔鹽加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖中，I一給水預(yù)熱加熱器，2—蒸汽發(fā)生器，3—汽包，4一蒸汽過熱器，5—蒸汽再熱器，6—給水裝置，7—熔鹽疏排箱，8—汽水管道，9一壓力表，10—溫度表，12—蒸汽輸出口，13—充氮接口，14一排空氣口，15—安全閥，16—上管箱，17—殼體，18—下管箱，19一纏繞管束，191 一上管板，192—下管板，193—中心管，194一纏繞換熱管，195—導(dǎo)流筒，20—殼程放凈口，21—殼程排空口，22—汽水出口，23—汽水進(jìn)口，24—內(nèi)壓自緊密封裝置，25—高溫熔鹽進(jìn)口，26—高溫熔鹽出口，27—安裝支座，28—吊耳，30—擋環(huán)。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的說明，但本實用新型的保護(hù)范圍不限于以下所述。
[0018]如圖1、圖2所示，本實用新型的太陽能光熱電站熔鹽加熱器裝置，包括通過熔鹽管道依次連接其殼程的給水加熱器1、蒸汽發(fā)生器2以及蒸汽過熱器4，所述的給水加熱器
1、蒸汽發(fā)生器2以及蒸汽過熱器4均采用纏繞管式結(jié)構(gòu)換熱器，并在其管程通過汽水管道8連通在一起，在蒸汽發(fā)生器2與蒸汽過熱器4之間的汽水管道8上設(shè)置有汽包3，汽包3用于實現(xiàn)汽水分離產(chǎn)生蒸汽；在所述的熔鹽管道和汽水管道8上均設(shè)置有多個壓力表9和溫度表10。本實用新型的太陽能光熱電站熔鹽加熱器裝置，通過給水加熱器1、蒸汽發(fā)生器2以及蒸汽過熱器4等的配合，采用熔鹽作為儲熱傳熱介質(zhì)，熔鹽最高運行溫度可為550°C，相對于傳統(tǒng)的采用導(dǎo)熱油作為儲熱傳熱介質(zhì)的電站，介質(zhì)運行溫度有大幅提高，從而大大提高了發(fā)電站的效率和能源輸出量。由于熔鹽最高運行溫度可為550°C，可以與傳統(tǒng)發(fā)電站合并或者替換，大大提高了經(jīng)濟(jì)效益。所述的纏繞管式結(jié)構(gòu)換熱器的纏繞管束19由上管板191、下管板192、中心管193、纏繞換熱管194、導(dǎo)流筒195、墊條等組成。中心管193連接上管板191及下管板192，制造過程中起支撐管束重量、傳遞繞制扭矩的作用。纏繞換熱管194繞制有許多層，第一層換熱管螺旋纏繞在中心管上，第二層纏繞在第一層換熱管上，依次完成各層換熱管繞制，各層每根換熱管的兩端分別穿過上管板191和下管板192上對應(yīng)的孔，并與管板固定連接，保證連接強(qiáng)度及密封可靠。在各層換熱管繞制過程中，需預(yù)先按一定的周向間距鋪設(shè)好墊條，墊條分為平墊條和異形卡條，平墊條用于控制各層間距，異形卡條用于控制每一層中相鄰換熱管的軸向間距，纏繞管束繞制完后包裹導(dǎo)流筒195以此組成整個纏繞管束19。纏繞管束19外套殼體17。殼體17包括范圍內(nèi)的換熱管間隙空間即為殼程，而換熱管內(nèi)的通道空間為管程。值得注意的是，熔鹽走殼程，汽水工質(zhì)走管程。
[0019]值得注意的是，纏繞管式結(jié)構(gòu)換熱器傳熱效率高，可實現(xiàn)小溫差傳熱，并且結(jié)構(gòu)緊湊，單位容積具有較大的傳熱面積，容易實現(xiàn)大型化設(shè)計，可以利用一臺纏繞管式結(jié)構(gòu)換熱器取代多臺常規(guī)換熱器使用，簡化系統(tǒng)布置及控制，減小系統(tǒng)投資成本及運行管理成本。避免常規(guī)換熱器因結(jié)構(gòu)細(xì)長，穿管制作困難，降低制造難度。纏繞管式結(jié)構(gòu)換熱器的長徑比可以根據(jù)設(shè)計需要調(diào)整，整體結(jié)構(gòu)長度可控，可根據(jù)現(xiàn)場布置需要靈活調(diào)整，方便系統(tǒng)布置安裝，因此纏繞管式結(jié)構(gòu)換熱器設(shè)計靈活，方便系統(tǒng)布置安裝。纏繞管式結(jié)構(gòu)換熱器的換熱管為螺旋纏繞結(jié)構(gòu)，類似彈簧，可軸向伸縮，熱膨脹可自行補(bǔ)償。而常規(guī)列管換熱器，高溫下?lián)Q熱管與殼體熱膨脹差不同，將在管板上產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力，需在殼體上增加膨脹節(jié)。纏繞管束可軸向伸縮，熱膨脹可自行補(bǔ)償，避免常規(guī)換熱管器因管、殼熱膨脹差產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力。
[0020]來自太陽能集熱區(qū)的熔鹽，吸收太陽熱能后儲存到熱罐中。在電廠發(fā)電過程中，高溫熔鹽自熱罐取出，并通過本實用新型的太陽能光熱電站熔鹽加熱器裝置釋放熱能，用于加熱給水產(chǎn)生高壓過熱蒸汽，高壓過熱蒸汽再輸送到汽輪機(jī)高壓汽缸做功發(fā)電；用于再熱來自汽輪機(jī)高壓汽缸做功后的低壓低溫蒸汽產(chǎn)生低壓過熱蒸汽，低壓過熱蒸汽再輸送到汽輪機(jī)低壓汽缸做功