一种槽式光热电站回路双向循环预热系统技术方案

本实用新型专利技术的目的在于提供一种槽式光热电站回路双向循环预热系统，所述系统包括：风机(2)，阀门组(4)，以及将风机(2)、阀门组(4)和回路相连接的管道系统(3)；所述阀门组(4)包括第一阀门(4

【技术实现步骤摘要】
一种槽式光热电站回路双向循环预热系统


[0001]本技术涉及太阳能光热发电的应用技术，且特别涉及一种槽式光热电站回路使用的双向循环预热系统。

技术介绍

[0002]太阳能光热发电(Concentrated Solar Power,简称为“CSP”)是一种太阳能聚光热发电技术，依靠各种聚光镜面将太阳的直接辐射(DNI)聚集，通过加热流体工质(heat transfer fluid，下称“HTF”)收集热量，再经过热交换产生高温蒸汽，推动汽轮机发电。CSP目前主流的技术路线都是按照太阳能采集方式来划分的，主要分为塔式、槽式、菲涅尔式和碟式四类，目前全球范围内已建成或在建的项目，以槽式技术为最多。槽式太阳能热发电将众多槽式抛物面聚光集热器经过串并联的方式排列，通过流体工质收集热量达到较高温度，然后通过进一步换热产生蒸汽，驱动汽轮发电机组发电。槽式太阳能热发电主要由聚光集热装置(或称“镜场”)、换热系统、储热装置和汽轮发电装置四部分组成。其系统示意图如图1所示。
[0003]槽式电站镜场由很多个回路组成。单个回路由四个集热器(Solar Collector Assembly，简称为“SCA”)串联组成，每个SCA长度约为150米，温度传感器一般安装于每个SCA的中间位置。单个回路中的四个SCA，前两个、后两个各自连成一列后相互平行布置，两列之间通过跨接管连接。每个回路的进出口分别与冷导热介质母管和热导热介质母管相连，将冷导热介质母管带来的导热介质加热后送回到热导热介质母管。回路与母管的连接管道上安装有阀门，用于必要时切断回路与母管连接。如图2所示，虚线框部分为单条回路1，通过回路入口阀10
‑
1和回路出口阀10
‑
2分别与冷热导热介质母管10相连，同时回路 1配有回路入口旁路阀1
‑
1和回路出口旁路阀1
‑
2。
[0004]槽式项目目前所使用的导热流体工质主要有导热油和熔盐等，具有在低温下凝固的特点。基于太阳辐照情况的考虑，目前国内项目选址多处于西北地区，部分地区的气温最低可达零下三四十摄氏度，一年中有数月的平均气温处于导热工质的凝固点之下，在这段时间向镜场回路注入导热工质会有凝固风险。通过事先加热导热工质，将导热工质保持在一定温度以上，可以解决凝固问题。但因为此时回路温度很低，导热工质与集热管之间的温差超过一定温度时，将很容易造成集热管不可逆的弯曲变形甚至损坏。因此，目前槽式项目对镜场回路进行导热工质注入操作时，经常会受到环境温度的限制，从而大大限制了一年中镜场可注入导热工质的操作窗口期。
[0005]总体上，目前向回路注入导热工质存在以下问题：
[0006]1、槽式光热电站初次投入运行前，由于需要先对母管注入导热工质，然后再注入各条回路，当环境温度不足以支持同时完成母管和回路的导热工质注入时，将无法对回路进行注油，会大大延后槽式项目的投产时间；
[0007]2、在槽式光热电站运行过程中，需要对某个或某些回路卸除导热工质进行检修，同样如果因环境温度无法注入导热工质，将导致该回路无法投运，影响电站效益；
[0008]3、当回路中的空气/氮气滞止不流动时，温度传感器无法正确反应整个回路的温度情况，影响对能否注入导入工质的准确判断；
[0009]4、SCA的集热管在接收太阳光照射时，温度会升高，但SCA之间的连接管道，特别是跨接管，由于长度较长且包裹在保温层之下，无法通过太阳照射的方式对这段管道进行加热。因此当环境温度较低时，集热管和跨接管之间往往形成很大的温度差，无法保证回路中所有位置的温度都在拟注入导热介质温度的
±
30℃范围内，因此传统的槽式电站中尚无实现各回路的整体预热的相应手段，极大削弱了槽式技术对低温环境的适应性；
[0010]5、如果通过多次手动拆卸/安装外接设备和回路之间的法兰连接来调整回路中气流的流动方向，实现回路整体温度均匀化，则需要耗费相当多的人力和时间。同时由于气体的比热容较低，在拆卸和重新安装的时间内，回路温度会因散热而迅速降低，无法实现回路预热的目的。

技术实现思路

[0011]为了解决现有问题，本技术提供了一种槽式光热电站回路双向循环预热系统，通过操作阀门组合或单个阀门快速切换预热气流的方向，实现对槽式回路的整体均匀预热，协助在低温条件下将导热工质注入回路。该系统通过一次或数次切换气流方向，配合集热器散焦跟随太阳，使整个回路预热均匀，并使回路整体温度满足导热工质的注入条件。整个系统配备了相应的设备和管道，同时配置了可选设备，以应对特殊的工况。
[0012]本技术的目的在于提供一种槽式光热电站回路双向循环预热系统，包括：
[0013]风机(2)，阀门组(4)，以及将风机(2)、阀门组(4)和回路相连接的管道系统(3)；
[0014]所述阀门组(4)包括第一阀门(4
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1)、第二阀门(4
‑
2)、第三阀门(4
‑
3) 及第四阀门(4
‑
4)，阀门为手动或自动型；第一阀门(4
‑
1)一端与风机(2) 的入口相连，另一端与回路(1)的回路入口旁路阀(1
‑
1)相连；第二阀门(4
‑
2) 一端与风机(2)的出口相连，另一端与回路(1)的回路入口旁路阀(1
‑
1)相连；第三阀门(4
‑
3)一端与风机(2)的入口相连，另一端与回路(1)的回路出口旁路阀(1
‑
2)相连；第四阀门(4
‑
4)一端连接到风机(2)的出口，另一端与回路(1)的回路出口旁路阀(1
‑
2)相连，通过阀门组(4)中阀门的开关调整改变回路中预热介质的流向，对回路进行预热。
[0015]优选的，所述风机(2)出口设置温度传感器。
[0016]优选的，所述管道系统(3)使用金属硬管或金属软管，并在外侧包有保温层。
[0017]优选的，所述阀门组(4)由两个三通换向阀(5
‑
1和5
‑
2)组成。阀门组(4) 由两个三通换向阀(5
‑
1和5
‑
2)组成时，第一三通换向阀(5
‑
1)的工作口a同风机(2)出口相连，出口c同回路入口旁路阀(1
‑
1)相连，入口b与回路出口旁路阀(1
‑
2)相连，第二三通换向阀(5
‑
2)的工作口d同风机(2)入口相连，出口e同回路入口旁路阀(1
‑
1)相连，入口f同回路出口旁路阀(1
‑
2)相连。
[0018]优选的，所述阀门组(4)由一个四通换向阀(6)组成时，四通换向阀(6) 相邻的通道口x和通道口y分别连接风机(2)出口和回路入口旁路阀(1
‑
1)，四通换向阀(6)相邻的通道口m和通道口n分别连接风机(2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种槽式光热电站回路双向循环预热系统，其特征在于：所述系统包括风机(2)，阀门组(4)，以及将风机(2)、阀门组(4)和回路相连接的管道系统(3)；所述阀门组(4)包括第一阀门(4
‑
1)、第二阀门(4
‑
2)、第三阀门(4
‑
3)及第四阀门(4
‑
4)，阀门为手动或自动型；第一阀门(4
‑
1)一端与风机(2)的入口相连，另一端与回路(1)的回路入口旁路阀(1
‑
1)相连；第二阀门(4
‑
2)一端与风机(2)的出口相连，另一端与回路(1)的回路入口旁路阀(1
‑
1)相连；第三阀门(4
‑
3)一端与风机(2)的入口相连，另一端与回路(1)的回路出口旁路阀(1
‑
2)相连；第四阀门(4
‑
4)一端连接到风机(2)的出口，另一端与回路(1)的回路出口旁路阀(1
‑
2)相连。2.根据权利要求1所述的一种槽式光热电站回路双向循环预热系统，其特征在于：所述风机(2)出口设置温度传感器。3.根据权利要求1所述的一种槽式光热电站回路双向循环预热系统，其特征在于：所述管道系统(3)使用金属硬管或金属软管，并在外侧包有保温层。4.根据权利要求1所述的一种槽式光热电站回路双向循环预热系统，其特征在于：所述阀门组(4)由两个三通换向阀(5
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1和5
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2)组成；阀门组(...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱斌，卢智恒，徐海卫，
申请(专利权)人：双良龙腾光热技术北京有限公司，
类型：新型
国别省市：