一种熔盐吸热器管屏预热及防凝保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种熔盐吸热器管屏预热及防凝保护装置，属于太阳能热发电领域，在吸热器管屏受热管组和管屏背部保温之间设有一层电伴热层。本实用新型专利技术克服熔盐吸热器预热阶段受热不均产生的较大温差及热应力，同时避免云遮挡工况下发生设备故障无法实现快速排空时产生的熔盐凝固堵塞吸热管现象。

A preheating and anticoagulant protection device for molten salt heat receiver tube screen

The utility model discloses a preheating and anticoagulant protection device for the tube screen of a molten salt heat absorber, which belongs to the field of solar thermal power generation, and has a layer of electric heat tracing layer between the heat pipe group of the heat absorber tube screen and the heat insulation of the back of the tube screen. The utility model overcomes the large temperature difference and thermal stress produced by unequal heat in the preheating stage of the molten salt heat absorber, and avoids the phenomenon of clogging and plugging of the molten salt caused by the rapid evacuation of the equipment failure in the cloud shielding condition.

【技术实现步骤摘要】
一种熔盐吸热器管屏预热及防凝保护装置
本技术属于太阳能热发电领域，尤其涉及一种熔盐吸热器。
技术介绍
在塔式光热电站中，吸热器作为核心设备之一，其主要作用是将定日镜所捕捉、反射与聚焦的太阳能转化为可以高效利用的热能。其中，以熔盐作为吸热工质的吸热器称为熔盐吸热器，相对于其它采用如水工质、导热油或空气等作为工作介质的系统而言，熔盐吸热系统具有运行压力小、工质无相变、能承受高密度热流及较高热效率等诸多优势。此外，鉴于熔盐可同时作为吸热、储热及传热工质，目前塔式熔盐光热技术已逐渐成为光热发电产业主流技术之一。但是，对于熔盐工质来说，在物性上也存在着一个显著缺点--凝固点较高，这也就意味着当系统工作温度接近或低于其凝固点时，内部流动熔盐就会发生结晶甚至凝固堵塞现象，导致设备损坏或系统停运。目前，商业化光热电站多采用伴热系统对熔盐系统及设备进行保护，包括熔盐连接管道、容器、阀门及配套仪器仪表等，其目的有两点：一是保证系统工作温度不低于熔盐凝固点；二是在熔盐系统启动之初对其进行预热升温，防止热冲击。对于熔盐吸热器受热管屏来说，不同于熔盐系统其它区域，目前主要通过镜场反射光斑辐射进行快速预热以达所需温度。在其快速预热阶段，由于镜场控制策略原因，可能导致管屏受热面入射热流分布不均，中间高，两端低，在吸热管纵向产生较大温差及热应力；其次，在长时间云遮挡需进行疏盐排空处理时，如疏盐阀出现故障无法满足需求，则管屏内部熔盐在高空低温和高风速条件下会散热降温，温度低于凝固点时，则会变成固态堵塞吸热管。尽管下次启动前可利用镜场光斑预热熔化熔盐，但熔盐相态的变化所引起的体积膨胀会对管子产生较大的膨胀应力。因此，无论是热流分布不均产生的热应力还是相态变化产生的膨胀应力均会对管子造成反复的、直接的损坏，从而减短使用寿命造成严重的经济损失。
技术实现思路
本技术的目的在于：提出一种熔盐吸热器管屏预热及防凝保护装置，克服熔盐吸热器预热阶段受热不均产生的较大温差及热应力，同时避免云遮挡工况下发生设备故障无法实现快速排空时产生的熔盐凝固堵塞吸热管现象。本技术的目的通过下述技术方案来实现：一种熔盐吸热器管屏预热及防凝保护装置，在吸热器管屏受热管组和管屏背部保温之间设有一层电伴热层。作为选择，电伴热层由电伴热带构成。该方案中，电伴热层可以采用各种电加热方式，优选电伴热带。作为进一步选择，电伴热带沿垂直受热管方向横向、蛇形地非均匀布置于受热管组背光侧，且沿受热管方向的上下区域较密，中间区域较疏。该方案中，采用电伴热带根据受热管组受热特点的“中间区域承受热流密度高，升温快，两端承受热流密度低，升温慢”进行针对性的设计。作为另一进一步选择，电伴热带的进出口端与接线盒相连引出。作为选择，受热管组和电伴热层之间还依次设有防护板和固定网。该方案中，为保证管屏加热的均匀性及防止吸热管受热变形导致入射光正面露光直接照射至电伴热层与保温层上，防护板用于防止露光及均匀加热，固定网则用于稳定固定电伴热层。作为进一步选择，还包括扁钢板，扁钢板与固定网固定。该方案中，扁钢板用于固定电伴热层。作为选择，受热管组背光侧的不同标高处布置有若干壁温测点。该方案中，多层壁温测点可以联合光热电站红外热像测量系统对管屏壁温进行实时监测和保护。作为选择，还包括电烘箱，熔盐吸热器上下进出口集箱与膨胀弯头由电烘箱整体包裹。该方案中，由于结构较复杂及空间有限，为减小正常运行时的散热及保证启动或疏盐时的预热升温，集箱与膨胀弯头采用电烘箱的方式伴热。作为选择，电烘箱包括电烘箱保温壳和辐射式电加热元件，辐射式电加热元件布置于电烘箱保温壳内表面。该方案中，采用烘箱将集箱与膨胀弯头整体包裹其中，在烘箱内表面不同部位通过布置辐射式电加热元件对其进行加热升温。前述本技术主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本技术可采用并要求保护的方案；并且本技术，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本专利技术方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本技术所要保护的技术方案，在此不做穷举。本技术中各部件的作用如下：本技术适用于塔式光热电站熔盐吸热器管屏的预热及防凝保护；塔式光热电站熔盐吸热器由多个模块化的管屏组成，每个吸热管屏均包括有吸热管、进出口集箱、膨胀弯头及背部保温等。吸热器管屏上下集箱连接有大量地膨胀弯头，在正常运行时集箱及膨胀弯头不直接接受太阳辐射。由于结构较复杂及空间有限，为减小正常运行时的散热及保证启动或疏盐时的预热升温，集箱采用电烘箱的方式，即采用烘箱将集箱与膨胀弯头整体包裹其中，在烘箱内表面不同部位通过布置辐射式电加热元件对其进行加热升温。对于熔盐吸热器受热管屏来说，其受热面分为向光侧与背光侧，向光侧接受镜场光斑辐射，加热管内流动熔盐，将太阳能转化为工质热能；背光侧则敷设保温，用于减小受热面热量散失，提高吸热器转化效率；根据吸热器管屏运行时的受热特点：中间区域承受热流密度高，升温快，两端承受热流密度低，升温慢，本方案在管屏背部保温层与受热管之间非均匀地，合理地布置有一层电伴热层，用于吸热器启动时管屏的均匀升温及紧急工况时的防凝保护；吸热器管屏受热管组由多根光管紧密排列布置而成，为保证管屏加热的均匀性及防止吸热管受热变形导致入射光正面露光直接照射至电伴热层与保温层上，电伴热层不能直接安装至吸热管背面，需要在管组背面敷设一层防护板(例如耐高温不锈钢)及固定网(例如金属丝网)。防护板用于防止露光及均匀加热，固定网则用于固定电伴热层(例如电伴热带)。为防止吸热器管屏在正常运行时由于镜场调度控制失误或吸热器故障发生超温破坏，在吸热器受热管背光侧的不同高度均匀布置有多层壁温测点，联合光热电站红外热像测量系统对管屏壁温进行实时监测和保护。本技术的有益效果：根据塔式光热电站熔盐吸热器管屏受热特点，本专利方案提出了一种用于塔式光热电站熔盐吸热器管屏的预热及防凝保护方案，通过在管屏背部非均匀地、合理布置电伴热层(例如电伴热带)及壁温测点，用于克服其预热阶段受热不均产生的较大温差及热应力，同时避免云遮挡工况下发生设备故障无法实现快速排空时产生的熔盐凝固堵塞吸热管现象，保证设备使用寿命，减小光热电站经济损失。附图说明图1是本技术实施例的熔盐吸热器管屏的结构示意图；图2是本技术实施例的熔盐吸热器管屏预热及防凝保护装置的结构示意图；图3是本技术实施例的熔盐吸热器管屏预热及防凝保护装置的剖面结构示意图；图4是图3的局部放大图；图中，1-进出口集箱2-电烘箱21-电烘箱保温壳22-辐射式电加热元件3-受热管组31-膨胀弯头4-耐高温不锈钢防护板5-耐高温不锈钢丝网6-电伴热带61-接线盒7-管屏背部保温8-扁钢板9-壁温测点。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本技术作进一步的说明。熔盐吸热器管屏主要有受热管组3、膨胀弯头31、管屏上下进出口集箱1以及管屏背部保温7组成，见图1；熔盐吸热器由多个这样的的模块化管屏围成一个正多边形圆柱体；参见图3，熔盐吸热器上下进出口集箱1与膨胀弯头31连接，由于结构较复杂及空间有限，该两部分采用电烘箱2进行整体包裹保温保护；电烘箱2主要有电烘箱保温壳21和辐射式电加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔盐吸热器管屏预热及防凝保护装置，其特征在于：在吸热器管屏受热管组和管屏背部保温之间设有一层电伴热层，电伴热层由电伴热带构成，电伴热带沿垂直受热管方向横向、蛇形地非均匀布置于受热管组背光侧，且沿受热管方向的上下区域较密，中间区域较疏。

【技术特征摘要】
1.一种熔盐吸热器管屏预热及防凝保护装置，其特征在于：在吸热器管屏受热管组和管屏背部保温之间设有一层电伴热层，电伴热层由电伴热带构成，电伴热带沿垂直受热管方向横向、蛇形地非均匀布置于受热管组背光侧，且沿受热管方向的上下区域较密，中间区域较疏。2.如权利要求1所述的熔盐吸热器管屏预热及防凝保护装置，其特征在于：电伴热带的进出口端与接线盒相连引出。3.如权利要求1所述的熔盐吸热器管屏预热及防凝保护装置，其特征在于：受热管组和电伴热层之间还依次设有防护板和固定网。4.如权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁路，奚正稳，孙登科，
申请(专利权)人：东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51