一种槽式光热电站导热介质流量的调节装置及调节方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种槽式光热电站导热介质流量的调节装置及调节方法，该调节装置包括槽式光热电站运行机组和PID调节装置，其中槽式光热电站运行机组包括膨胀罐，第一主控泵，集热器、镜场，油盐换热器，蒸汽发生器，汽轮机和导热介质管；PID调节装置包括第一PID控制器，用于通过发送变频指令调节第一主控泵的转动频率。该装置提供了四种调节装置运行模式，实现了不同发电模式的安全、高效的自动化控制，有效防止导热介质流经的部件由于热力不平衡导致热应力过大而引起设备损坏，实现导热介质流量的实时自动控制，具有较高的控制精度。具有较高的控制精度。具有较高的控制精度。

【技术实现步骤摘要】
一种槽式光热电站导热介质流量的调节装置及调节方法


[0001]本专利技术涉及一种槽式光热电站运行机组运行过程中对导热介质的流量进行自动调节，属于控制领域，尤其涉及一种槽式光热电站导热介质流量的调节装置及控制方法。

技术介绍

[0002]太阳能光热发电(ConcentratedSolarPower，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，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在太阳能光热电站中使用水/水蒸汽作为吸热介质，相当于把太阳能光热电站的聚光集热系统代替常规火电厂的锅炉，其他相关设备及系统大致相同，既节能又环保。
[0003]槽式光热发电技术是目前最成熟、最低成本的太阳能热发电技术，符合“大容量
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高参数
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长周期储热”的国际太阳能热发电技术发展趋势；将带储热的槽式光热电站与风电、光伏、谷电等电力组成联合互补的系统进行发电，对于降低弃风弃光率具有显著作用，且能够有效转移盈余的峰谷电力，有利于提高槽式光热电站的运行灵活性和经济性，是一种真正意义上的绿色发电技术。光热电站和常规电站中的蒸汽发生器的作用都是将给水加热产生过热蒸汽来推动汽轮机发电。两者的区别在于热源的不同，光热电站蒸汽发生器的热源是经太阳能加热的导热介质，而常规电站锅炉的热源是燃煤的火焰及高温烟气。其次，由于换热介质以及运行条件的差异，光热电站对蒸汽发生器的要求与常规电站具有一定差异，光热电站的蒸汽发生器压差(是指蒸汽发生器的导热介质侧与过热器进口侧的导热介质压差)大，差压控制主要是为导热介质提供精确的循环动力，合适的差压保障蒸汽发生器的每个部件(如集热器)都有充足的导热介质流过，防止“干烧”。因此蒸汽发生器压差是槽式光热电站运行机组运行的一个重要参数。已有槽式光热电站导热介质流量调节控制方法，或是通过手动方式调节导热介质泵的转动频率以使蒸汽发生器压差达到目标值；或是固定导热介质泵的转动频率，通过调节蒸汽发生器入口调节阀使发生器压差达到目标值。
[0004]已有技术的缺点在于：手动控制的方式一方面增加了人为操作的劳动工作量，操作过程过于复杂，同时增加了因人为疏忽而导致事故发生的概率；另一方面无法实现槽式光热电站整厂的智能化监控。
[0005]因此，提供一种将实现槽式光热电站整厂导热介质流量的自动控制成为当前急需解决的问题。

技术实现思路

[0006]为解决以上问题，本专利技术通过以下技术方案实现了槽式光热电站整厂导热介质流量的自动控制，并提供四种调节装置运行模式，实现了不同发电模式的安全、高效的自动化控制。
[0007]本专利技术第一方面，提供了一种槽式光热电站导热介质流量的调节装置，包括：槽式光热电站运行机组和PID调节装置；其中，
[0008]所述槽式光热电站运行机组包括：
[0009]膨胀罐1，用于存储和输出导热介质，建立压力并防止导热介质气化，为受热后的导热介质提供膨胀缓冲；
[0010]第一主控泵21，与膨胀罐1相连，用于基于变频指令改变转动频率，改变导热介质管内导热介质流速，为导热介质提供流动动力来源；
[0011]集热器2，布置在镜场3内，与第一主控泵21相连，用于吸收镜场太阳光的热量并对内部的导热介质进行升温得到热的导热介质；
[0012]镜场3，通过镜面反射太阳光至集热器2，使集热器2获得热量；
[0013]油盐换热器4，分别与第一主控泵21、集热器2和膨胀罐1相连，用于将导热介质与熔盐进行热交换，进行储能和释能；
[0014]蒸汽发生器5，分别与集热器2、油盐换热器4和膨胀罐1相连，用于接收来自集热器2和/或油盐换热器4的导热介质，将导热介质与汽水进行热交换，获得蒸汽进而推动汽轮机6进行做功，进行热交换之后的导热介质输送到膨胀罐1；
[0015]汽轮机6，与蒸汽发生器5和发电机7相连，用于带动发电机7进行发电；
[0016]导热介质管，用于所述导热介质在所述槽式光热电站运行机组中的传输；
[0017]所述PID调节装置包括：
[0018]第一PID控制器31，用于通过发送变频指令调节第一主控泵21的转动频率。
[0019]进一步地，在第一主控泵21与集热器2之间，还连接镜场入口调节阀24；所述镜场入口调节阀24用于控制流入所述集热器2的导热介质流量；
[0020]在第一主控泵21与油盐换热器4之间，还连接油盐换热器阀22；所述油盐换热器阀22用于提供阀位开度f1，控制流入所述油盐换热器4的导热介质流量；
[0021]在集热器2与蒸汽发生器5之间，以及油盐换热器4与蒸汽发生器5之间，还连接蒸汽发生器阀23；所述蒸汽发生器阀23用于提供阀位开度f2，控制流入所述蒸汽发生器5的导热介质流量，调节蒸汽参数值。
[0022]进一步地，所述PID调节装置还包括：
[0023]第二PID控制器32，用于控制油盐换热器阀22的阀位开度f1；
[0024]第三PID控制器33，用于控制蒸汽发生器阀23的阀位开度f2；
[0025]第一PID控制器31基于所述阀位开度f1和阀位开度f2调节第一主控泵21的转动频率。
[0026]进一步地，所述调节装置运行模式包括：镜场至储能的运行模式和镜场系统单运行模式；其中，
[0027]所述镜场至储能的运行模式包括：
[0028]冷的导热介质由膨胀罐1经导热介质管流至第一主控泵21，经第一主控泵21升压
后，经镜场入口调节阀24进入集热器2吸收能量升温变成热的导热介质；
[0029]热的导热介质经由两路导热介质管输送，一路送至蒸汽发生器5，将蒸汽发生器5中的水加热变成蒸汽推动汽轮机6带动发电机7进行发电；另一路送至油盐换热器4加热熔盐进行储能；
[0030]热的导热介质经过做功放热冷却后变成冷的导热介质汇集回膨胀罐1，如此循环实现发电和储能；
[0031]所述镜场系统单运行模式包括：
[0032]冷的导热介质由膨胀罐1经导热介质管流至第一主控泵21，经第一主控泵21升压后，经镜场入口调节阀24进入集热器2吸收能量升温变成热的导热介质；
[0033]热的导热介质经由导热介质管输送至蒸汽发生器5，将蒸汽发生器5中的水加热变成蒸汽推动汽轮机6带动发电机7进行发电；
[0034]热的导热介质经过做功放热冷却后变成冷的导热介质汇集回膨胀罐1，如此循环实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种槽式光热电站导热介质流量的调节装置，其特征在于，包括：槽式光热电站运行机组和PID调节装置；其中，所述槽式光热电站运行机组包括：膨胀罐(1)，用于存储和输出导热介质，建立压力并防止导热介质气化，为受热后的导热介质提供膨胀缓冲；第一主控泵(21)，与膨胀罐(1)相连，用于基于变频指令改变转动频率，改变导热介质管内导热介质流速，为导热介质提供流动动力来源；集热器(2)，布置在镜场(3)内，与第一主控泵(21)相连，用于吸收镜场太阳光的热量并对内部的导热介质进行升温得到热的导热介质；镜场(3)，通过镜面反射太阳光至集热器(2)，使集热器(2)获得热量；油盐换热器(4)，分别与第一主控泵(21)、集热器(2)和膨胀罐(1)相连，用于将导热介质与熔盐进行热交换，进行储能和释能；蒸汽发生器(5)，分别与集热器(2)、油盐换热器(4)和膨胀罐(1)相连，用于接收来自集热器(2)和/或油盐换热器(4)的导热介质，将导热介质与汽水进行热交换，获得蒸汽进而推动汽轮机(6)进行做功，进行热交换之后的导热介质输送到膨胀罐(1)；汽轮机(6)，与蒸汽发生器(5)和发电机(7)相连，用于带动发电机(7)进行发电；导热介质管，用于所述导热介质在所述槽式光热电站运行机组中的传输；所述PID调节装置包括：第一PID控制器(31)，用于通过发送变频指令调节第一主控泵(21)的转动频率。2.根据权利要求1所述的调节装置，其特征在于：在第一主控泵(21)与集热器(2)之间，还连接镜场入口调节阀(24)；所述镜场入口调节阀(24)用于控制流入所述集热器(2)的导热介质流量；在第一主控泵(21)与油盐换热器(4)之间，还连接油盐换热器阀(22)；所述油盐换热器阀(22)用于提供阀位开度f1，控制流入所述油盐换热器(4)的导热介质流量；在集热器(2)与蒸汽发生器(5)之间，以及油盐换热器(4)与蒸汽发生器(5)之间，还连接蒸汽发生器阀(23)；所述蒸汽发生器阀(23)用于提供阀位开度f2，控制流入所述蒸汽发生器(5)的导热介质流量，调节蒸汽参数值。3.根据权利要求2所述的调节装置，其特征在于，所述PID调节装置还包括：第二PID控制器(32)，用于控制油盐换热器阀(22)的阀位开度f1；第三PID控制器(33)，用于控制蒸汽发生器阀(23)的阀位开度f2；第一PID控制器(31)基于所述阀位开度f1和阀位开度f2调节第一主控泵(21)的转动频率。4.根据权利要求3所述的调节装置，其特征在于，所述调节装置运行模式包括：镜场至储能的运行模式和镜场系统单运行模式；其中，所述镜场至储能的运行模式包括：冷的导热介质由膨胀罐(1)经导热介质管流至第一主控泵(21)，经第一主控泵(21)升压后，经镜场入口调节阀(24)进入集热器(2)吸收能量升温变成热的导热介质；热的导热介质经由两路导热介质管输送，一路送至蒸汽发生器(5)，将蒸汽发生器(5)中的水加热变成蒸汽推动汽轮机(6)带动发电机(7)进行发电；另一路送至油盐换热器(4)
加热熔盐进行储能；热的导热介质经过做功放热冷却后变成冷的导热介质汇集回膨胀罐(1)，如此循环实现发电和储能；所述镜场系统单运行模式包括：冷的导热介质由膨胀罐(1)经导热介质管流至第一主控泵(21)，经第一主控泵(21)升压后，经镜场入口调节阀(24)进入集热器(2)吸收能量升温变成热的导热介质；热的导热介质经由导热...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯帅，姚军军，童欢，王雯，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：