一种流化床固体颗粒换热系统技术方案

本发明专利技术提供了一种流化床固体颗粒换热系统，属于换热器领域，包括流化床换热器、供风部和回流部；供风部包括设置有加热器的供风管路，供风管路具有第一入风端、第一出风端和位于第一入风端与第一出风端之间的混风段；回流部包括回流管路，回流管路具有第二入风端和第二出风端；第一入风端连接新风入口，第一出风端与流化床换热器的流化风入口连通，流化床换热器的流化风出口与第二入风端连通，第二出风端与混风段连接；混风段用于混合第一入风端引入的气体和的第二出风端流出的气体。能有效完成流化床换热器及预填料的预热升温，避免高温颗粒进入流化床换热器，温升太快影响换热器使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种流化床固体颗粒换热系统
本专利技术涉及换热器领域，具体而言，涉及一种流化床固体颗粒换热系统。
技术介绍
温度达700℃以上，具有高效低成本潜力的sCO2太阳能热发电系统是目前国际太阳能热发电研究热点。欧盟和美国DOE从2018年启动该项技术研究计划。以sCO2为代表的太阳能热发电系统主要由高焦比聚光器，高温吸热器，超临界CO2换热器和超临界CO2透平等四个部分组成。采用固体颗粒作为传热介质的太阳能利用技术，因颗粒吸热可升温至900～1000℃，突破传统熔盐的560℃左右的运行温度，为高温超临界CO2布雷顿循环提供了可能，被视为下一代最有前景的能匹配超临界工质循环的高效低成本光热发电技术。此外固体颗粒具有性能稳定，比热大的优势，价格便宜便于获取，易于存储，能够同时作为传热流体和储热介质，能够简化光热发电系统，有效降低发电成本。固体颗粒作为高温吸热储热介质，需要通过超临界CO2与固体颗粒换热器系统，实现传储热介质和做功工质的能量转换驱动CO2透平做功。所以超临界CO2与固体颗粒换热系统作为下一代太阳能热发电的核心设备，是否能够安全可靠运行直接关系到整个电站的安全性，其传热性能直接影响系统的能量转换效率，进而影响全电厂的经济性。目前，关于光热领域超临界CO2与固体颗粒换热器研发还处在研究阶段，当前已经提出了几种换热器(主要包括：翅片管式、蛇形盘管式、流化床式等)的系统设计，翅片管式换热器颗粒侧传热系数有限～100W/(m2·K)；流化床设计具有更高的颗粒传热系数(高达～600W/(m2·K))，但具有较高的与颗粒流化相关的热损失。在电站启动运行过程中，换热器启动速度应受限于材料的升温速度，启动前需要先向换热器内填充颗粒，建立起流化后方可缓慢向换热系统内送入高温的颗粒，避免温升太快影响换热器使用寿命。但针对光热电站频繁启停及启动迅速的特殊要求，要求固体颗粒换热系统能够自备预热功能且能够在较短的时间内投入运行，目前国内外关于固体颗粒换热系统的资料、文献中对此没有全面的描述。
技术实现思路
本专利技术提供了一种流化床固体颗粒换热系统，旨在解决现有技术中流化床固体颗粒换热系统存在的上述问题。本专利技术是这样实现的：一种流化床固体颗粒换热系统，包括流化床换热器、供风部和回流部；所述供风部包括设置有加热器的供风管路，所述供风管路具有第一入风端、第一出风端和位于所述第一入风端与所述第一出风端之间的混风段；所述回流部包括回流管路，所述回流管路具有第二入风端和第二出风端；所述第一入风端连接新风入口，所述第一出风端与所述流化床换热器的流化风入口连通，所述流化床换热器的流化风出口与所述第二入风端连通，所述第二出风端与所述混风段连接；所述混风段用于混合所述第一入风端引入的气体和所述的第二出风端流出的气体。在本专利技术的一种实施例中，所述回流部还包括设置在所述回流管路上的气固分离器。在本专利技术的一种实施例中，所述回流管路在所述气固分离器的后端还设置有过滤器。在本专利技术的一种实施例中，所述混风段与所述第一入风端之间设置有流化风机。在本专利技术的一种实施例中，所述供风管路上所述流化风机的后端设置有风机止回阀、风机关断阀和消音器。在本专利技术的一种实施例中，还包括气气换热器；所述气气换热器包括第一换热通道和第二换热通道；所述第一换热通道设置为所述回流管路上所述第二入风端和所述第二出风端间的一段；所述第二换热通道设置为所述混风段与所述第一出风端间的一段。在本专利技术的一种实施例中，所述供风管路上设置有与所述加热器的加热段并联的直通段，所述直通段上只设置有旁路阀。在本专利技术的一种实施例中，所述第一出风端连接有分风组件；所述分风组件包括主管和多根支管；所述主管连接所述第一出风端；并列设置的所述支管的一端与所述主管连接，另一端与所述流化床换热器上对应仓室的所述流化风入口连接。在本专利技术的一种实施例中，所述第一出风端还连接有调风管路，所述调风管路远离所述第一出风端的一端排空设置。在本专利技术的一种实施例中，所述第二入风端和所述第二出风端之间还设置有排空管路，所述排空管路与所述调风管路汇合，并在端部排空设置。本专利技术的有益效果是：通过本专利技术提供的流化床固体颗粒换热系统：1、能有效完成流化床换热器本体及内部预填料的预热升温，避免高温颗粒进入流化床换热器，温升太快影响换热器使用寿命。2、系统运行过程中，将流化床换热器出口高温流化风通过气气换热器加热流化风机出口流化风降温后重新送入风机入口，即能有效利用流化风携带热量，减少换热损失，又能保证高压流化风机在较低温度范围内正常运行。3、通过气气换热器的设置，流化风热损失大幅降低。4、可通过调节流化床换热器固体颗粒出口的电动调节挡板的开度，调整固体颗粒流量，进而调整流化床换热器负荷。5、运行中也可以分别调整各个仓室的流化风速，在保证流化质量情况下，快速对受热面换热系数进行微调，从而调整该仓的超临界二氧化碳出口温度，保证受热面的安全。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本专利技术实施例一提供的流化床固体颗粒换热系统的系统示意图；图2是本专利技术实施例二提供的流化床固体颗粒换热系统的系统示意图。图标：010-流化床换热器；011-固体颗粒入口；013-固体颗粒出口；100-供风管路；101-新风入口；103-第一出风端；105-混风段；200-回流管路；201-第二入风端；203-第二出风端；110-流化风机；130-加热器；310-主管；330-支管；331-支管调节阀；333-流量计；150-调风管路；151-主管调节阀；210-气固分离器；230-过滤器；111-风机止回阀；113-风机关断阀；115-消音器；205-回流关断阀；107-新风调节阀；250-排空管路；251-排空调节阀；400-气气换热器；401-混风关断阀；131-加热关断阀；170-加热段；190-直通段；191-旁路阀；015-温测点；017-压力测点；012-超临界二氧化碳入口；014-超临界二氧化碳出口；109-消音器；0111-调节挡板；270-停运降温管路。具体实施方式为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流化床固体颗粒换热系统，其特征在于，包括流化床换热器、供风部和回流部；/n所述供风部包括设置有加热器的供风管路，所述供风管路具有第一入风端、第一出风端和位于所述第一入风端与所述第一出风端之间的混风段；/n所述回流部包括回流管路，所述回流管路具有第二入风端和第二出风端；/n所述第一入风端连接新风入口，所述第一出风端与所述流化床换热器的流化风入口连通，所述流化床换热器的流化风出口与所述第二入风端连通，所述第二出风端与所述混风段连接；/n所述混风段用于混合所述第一入风端引入的气体和所述的第二出风端流出的气体。/n

【技术特征摘要】
1.一种流化床固体颗粒换热系统，其特征在于，包括流化床换热器、供风部和回流部；
所述供风部包括设置有加热器的供风管路，所述供风管路具有第一入风端、第一出风端和位于所述第一入风端与所述第一出风端之间的混风段；
所述回流部包括回流管路，所述回流管路具有第二入风端和第二出风端；
所述第一入风端连接新风入口，所述第一出风端与所述流化床换热器的流化风入口连通，所述流化床换热器的流化风出口与所述第二入风端连通，所述第二出风端与所述混风段连接；
所述混风段用于混合所述第一入风端引入的气体和所述的第二出风端流出的气体。


2.根据权利要求1所述的流化床固体颗粒换热系统，其特征在于，所述回流部还包括设置在所述回流管路上的气固分离器。


3.根据权利要求2所述流化床固体颗粒换热系统，其特征在于，所述回流管路在所述气固分离器的后端还设置有过滤器。


4.根据权利要求1所述的流化床固体颗粒换热系统，其特征在于，所述混风段与所述第一入风端之间设置有流化风机。


5.根据权利要求4所述的流化床固体颗粒换热系统，其特征在于，所述供风管路上所述流化风机的后端设置有风机止回阀、风机关断阀阀和消音器。

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【专利技术属性】
技术研发人员：李有霞，黄敏，孙登科，巩李明，
申请(专利权)人：东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51