一种全负荷熔盐蒸汽发生系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种全负荷熔盐蒸汽发生系统及控制方法，系统由预热器、蒸发器、汽包、过热器、高温熔盐罐、中温熔盐罐、低温熔盐罐、熔盐泵、阀门、测温装置和测流量装置组成，其中水工质按顺序通过预热器、蒸发器、汽包和过热器成为过热蒸汽；高温熔盐通过过热器换热，返回中温熔盐罐；中温熔盐分为两路，分别进入蒸发器或预热器；蒸发器出口熔盐也分为两路，分别进入低温熔盐罐或预热器。该系统将通过过热器、蒸发器和预热器中的换热过程解耦，在负荷变化时可以通过调节阀门开度分别控制通过过热器、蒸发器和预热器的熔盐流量，实现蒸汽参数稳定输出的同时大幅降低熔盐在预热器的凝固风险。

【技术实现步骤摘要】
一种全负荷熔盐蒸汽发生系统及其控制方法
本专利技术属于太阳能光热发电领域，具体涉及一种全负荷熔盐蒸汽发生系统及其控制方法。
技术介绍
太阳能光热发电是利用太阳能收集装置将太阳热能收集，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机，达到发电的目的。其中采用熔盐作为传热流体和储热介质的塔式和槽式光热发电系统具有大容量储能的特点，能够在夜间或者太阳资源不佳的情况下实现发电功率的稳定输出，因此具有非常广泛的应用前景。相较于光伏发电和风力发电，负荷可控是光热电站的一大优势，因此就需要汽轮机在不同负荷下运行时，熔盐蒸汽发生系统对负荷变化有较强的承受能力，能够稳定输出一定参数的过热蒸汽。图1是传统熔盐蒸汽发生系统的原理简图，给水自下而上依次通过预热器、蒸发器、汽包和过热器；热盐罐出口的热熔盐自上而下依次通过过热器、蒸发器、预热器后返回冷盐罐，给水通过和熔盐逆流换热后成为过热蒸汽，进入汽轮机做功。这种系统对负荷变化的适应性较弱，负荷变化时由于各设备端差要求熔盐流量不能随给水流量变化等比例变化，因此容易出现：1)过热器出口蒸汽超温；2)预热器出口熔盐温度过低的问题，导致熔盐在高温段热量盈余而在低温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全负荷熔盐蒸汽发生系统，其特征在于：包括预热器(1)、蒸发器(2)、汽包(3)、过热器(4)、高温熔盐罐(5)、中温熔盐罐(6)和低温熔盐罐(7)；高温熔盐罐熔盐出口(51)与过热器熔盐入口(41)相连，过热器熔盐出口(42)与中温熔盐罐熔盐入口(61)相连，中温熔盐罐熔盐出口(62)分为两路，一路与蒸发器熔盐入口(21)相连，一路与预热器熔盐入口(111)相连，蒸发器熔盐出口(22)分为两路，一路与预热器熔盐入口(111)相连，另一路与低温熔盐罐熔盐第一入口(71)相连，预热器熔盐出口(112)与低温熔盐罐熔盐第二入口(72)相连；系统的水工质入口(10)与预热器水工质入口(113)相连...

【技术特征摘要】
1.一种全负荷熔盐蒸汽发生系统，其特征在于：包括预热器(1)、蒸发器(2)、汽包(3)、过热器(4)、高温熔盐罐(5)、中温熔盐罐(6)和低温熔盐罐(7)；高温熔盐罐熔盐出口(51)与过热器熔盐入口(41)相连，过热器熔盐出口(42)与中温熔盐罐熔盐入口(61)相连，中温熔盐罐熔盐出口(62)分为两路，一路与蒸发器熔盐入口(21)相连，一路与预热器熔盐入口(111)相连，蒸发器熔盐出口(22)分为两路，一路与预热器熔盐入口(111)相连，另一路与低温熔盐罐熔盐第一入口(71)相连，预热器熔盐出口(112)与低温熔盐罐熔盐第二入口(72)相连；系统的水工质入口(10)与预热器水工质入口(113)相连，预热器水工质出口(114)与蒸发器水工质入口(23)相连，蒸发器饱和蒸汽出口(24)与汽包饱和蒸汽入口(31)相连，汽包饱和水出口(32)与蒸发器饱和水入口(25)相连，汽包饱和蒸汽出口(33)与过热器饱和蒸汽入口(43)相连，过热器过热蒸汽出口(44)与汽轮机(11)的入口相连；在高温熔盐罐熔盐出口(51)至过热器熔盐入口(41)的管道上设有第一阀门(12)，用以调节进入过热器(4)的高温熔盐流量；中温熔盐罐熔盐出口(62)至蒸发器熔盐入口(21)的管道上设有第二阀门(13)，用以调节进入蒸发器(2)的中温熔盐流量；中温熔盐罐熔盐出口(62)至预热器熔盐入口(111)的管道上设有第三阀门(14)，用以调节进入预热器(1)的中温熔盐流量；蒸发器熔盐出口(22)至预热器熔盐入口(111)的管道上设有第四阀门(15)，用以调节由蒸发器(2)进入预热器(1)的熔盐流量；蒸发器熔盐出口(22)至低温熔盐罐熔盐第一入口(71)的管道上设有第五阀门(16)，用以调节由蒸发器(2)进入低温熔盐罐(7)的熔盐流量；在高温熔盐罐(5)内部、中温熔盐罐(6)内部、低温熔盐罐(7)内部、过热器熔盐入口(41)和过热器熔盐出口(42)、蒸发器熔盐入口(21)和蒸发器熔盐出口(22)、预热器熔盐入口(111)和预热器熔盐出口(112)均设有用以检测熔盐温度的测温装置；在第一阀门(12)、第二阀门(13)、第三阀门(14)、第四阀门(15)、第五阀门(16)所处管道上靠近阀门的位置均设有用以检测熔盐流量的流量测量装置。2.根据权利要求1所述的全负荷熔盐蒸汽发生系统，其特征在于：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。3.根据权利要求1所述的全负荷熔盐蒸汽发生系统，其特征在于：所述预热器(1)、蒸发器(2)和过热器(4)为U型管壳式换热器，对于预热器(1)和过热器(4)，熔盐工质走壳侧，水工质走管侧；对于蒸发器(2)，熔盐工质走管侧，水工质走壳侧。4.根据权利要求1-3任一项所述的全负荷熔盐蒸汽发生系统，其特征在于：所述汽包(3)为具有汽水分离装置和连续排污装置的汽包。5.根据权利要求1-3任一项所述的全负荷熔盐蒸汽发生系统，其特征在于：所述第一阀门(12)、第二阀门(13)、第三阀门(14)、第四阀门(15)、第五阀门(16)为蝶阀、隔膜阀、止回阀、截止阀、节流阀、球阀、旋塞阀、闸阀中的任意一种。6.一种权利要求1熔盐蒸汽发生系统的控制方法，其特征在于：当汽轮机(11)在高负荷运行时，系统入口(10)的水工质依次顺序通过预热器(1)、蒸发器(2)、汽包(3)和过热器(4)，变为温度为A的过热蒸汽进入汽轮机(11)做功，高温熔盐罐熔盐出口(51)至过热器熔盐入口(41)的管道上设有第一阀门(12)全开，使高温熔盐罐(5)出来的高温熔盐通过过热器(4)后进入中温熔盐罐(6)；中温熔盐罐熔盐出口(62)至蒸发器熔盐入口(21)的管道上设有第二阀门(13)全开，蒸发器熔盐出口(22)至预热器熔盐入口(111)的管道上设有第四阀门(15)全开，同时中温熔盐罐熔盐出口(62)至预热器熔盐入口(111)的管道上设有第三阀门(14)全关，蒸发器熔盐出口(22)至低温熔盐罐熔盐第一入口(71)的管道上设有第五阀门(16)全关，使中温熔盐罐(6)出来的中温熔盐依次顺序通过蒸发器(2)和预热器(1)，进入低温熔盐罐(7)；高温熔盐罐(5)内部、中温熔盐罐(6)内部、低温熔盐罐(7)内部、过热器熔盐入口(41)和过热器熔盐出口(42)、蒸发器熔盐入口(21)和蒸发器熔盐出口(22)、预热器熔盐入口(111)和预热器熔盐出口(112)的测温装置实时检测熔盐温度；当汽轮机(11)从高负荷向低负荷切换时，系统入口(10)的水工质压力和流量减小，水工质依次顺序通过预热器(1)、蒸发器(2)、汽包(3)和过热器(4)，变为过热蒸汽进入汽轮机(11)做功；高温熔盐罐熔盐出口(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智博，赵晓辉，韩伟，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61