一种用于熔盐换热设备和管道的防冻系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于熔盐换热设备和管道的防冻系统及控制方法，通过在现有蒸汽循环管路上设置倒暖管路，并在倒暖管路上依次设置储液单元、循环泵、熔盐换热单元和蒸汽蓄能单元，储液单元内的循环液在循环泵的作用下进入熔盐换热单元，与外部熔盐储罐处通入的熔盐换热形成伴热蒸汽，并储存至蒸汽蓄能单元。需要伴热时，将蒸汽蓄能单元内的蒸汽引出至现有蒸汽循环管路，利用蒸汽熔盐换热设备本身的热交换能力对熔盐进行伴热，从而维持熔盐在冷凝温度以上。耗费的仅仅为外部熔盐储罐内的残余热能，且运行稳定可靠，解决了现有电伴热系统耗能大、可靠性低的问题。可靠性低的问题。可靠性低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于熔盐换热设备和管道的防冻系统及控制方法


[0001]本专利技术属于太阳能热发电
，尤其涉及一种用于熔盐换热设备和管道的防冻系统及控制方法。

技术介绍

[0002]太阳能热发电工程中的熔盐(二元盐)作为储热介质，工作温度在熔盐凝固温度以上。为防止液态熔盐工质在转输和存储过程中凝固，普遍采用的方法是在熔盐管道和熔盐换热设备外表面和保温层之间敷设电伴热，通过电伴热加热抵消熔盐换热设备与外界的散热损失，从而确保换热设备中的熔盐温度在凝固温度以上。
[0003]电伴热系统可以通过温度监测实现自动调节，缺点是占用厂用电量和故障率均较高，导致系统综合效率下降和被迫停机检修时间增加。因此太阳能热发电熔盐储换热领域亟待一种更加可靠的防凝固系统。
[0004]电伴热用于熔盐换热设备的主要缺点有：1、随着机组的启停，熔盐工质温度处于升温和降温的反复循环的过程，热胀冷缩容易导致绝缘层损坏；2、电气元件频繁动作导致可靠性降低，现场检修工作量大；3、电伴热布置不合理将导致局部金属超温，加快金属蠕变速度。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于熔盐换热设备和管道的防冻系统及控制方法，以解决现有电伴热系统耗能大、可靠性低的问题。
[0006]为解决上述问题，本专利技术的技术方案为：
[0007]本专利技术的一种用于熔盐换热设备和管道的防冻系统，用于提供倒暖蒸汽至外部太阳能发电系统的蒸汽循环管路，包括：
[0008]倒暖管路，所述倒暖管路的蒸汽输出端连通于蒸汽循环管路，且位于所述蒸汽循环管路上介质流动方向的首个蒸汽熔盐换热设备的上游；所述倒暖管路的回水端连通于所述蒸汽循环管路，且位于所述蒸汽循环管路上介质流动方向的末尾蒸汽熔盐换热设备的下游；
[0009]其中，所述倒暖管路上依次设有储液单元、循环泵、熔盐换热单元和蒸汽蓄能单元；所述熔盐换热单元的熔盐输入端设有调温泵，且所述熔盐输入端与外部太阳能发电系统的熔盐储罐相连通；
[0010]控制部，与所述调温泵和所述循环泵信号连接，用于控制所述调温泵和循环泵。
[0011]本专利技术的用于熔盐换热设备和管道的防冻系统，所述倒暖管路包括回水管路、输水管路、蒸汽输入管路、蒸汽输出管路；
[0012]所述回水管路的输入端连通于所述蒸汽循环管路，且位于所述蒸汽循环管路上介质流动方向的末尾蒸汽熔盐换热设备的下游；所述回水管路的输出端与所述储液单元的输入端相连通；
[0013]所述输水管路的两端分别连通所述储液单元的输出端和所述熔盐换热单元的水工质输入端；
[0014]所述蒸汽输入管路的两端分别连通所述熔盐换热单元的蒸汽输出端和所述蒸汽蓄能单元的蒸汽输入端；
[0015]所述蒸汽输出管路的输入端连通所述蒸汽蓄能单元的蒸汽输出端；所述蒸汽输出管路的输出端连通于所述蒸汽循环管路，且位于所述蒸汽循环管路上介质流动方向的首个蒸汽熔盐换热设备的上游。
[0016]本专利技术的用于熔盐换热设备和管道的防冻系统，所述蒸汽循环管路包括相互独立的过热器支路和再热器支路；
[0017]所述回水管路为第一回水管和第二回水管；所述第一回水管的两端分别连通所述过热器支路的输出端和所述储液单元的输入端，所述第二回水管的两端分别连通所述再热器支路的输出端和所述储液单元的输入端；
[0018]其中，所述第一回水管和所述第二回水管上分别设有第一回水阀和第二回水阀。
[0019]本专利技术的用于熔盐换热设备和管道的防冻系统，所述蒸汽蓄能单元的蒸汽输入端和蒸汽输出端为位于所述蒸汽蓄能单元上的一蒸汽连接口；
[0020]所述蒸汽输入管路包括依次连接的第一蒸汽段和第二蒸汽段，所述第一蒸汽段的首端与所述熔盐换热单元的蒸汽输出端相连通，所述第二蒸汽段的尾端与所述蒸汽连接口相连通；
[0021]所述蒸汽输出管路包括所述第二蒸汽段、第三蒸汽段；所述第三蒸汽段的首端与所述第二蒸汽段的首端相连通，所述第三蒸汽段的尾端连通于所述蒸汽循环管路，且位于所述蒸汽循环管路上介质流动方向的首个蒸汽熔盐换热设备的上游；
[0022]其中，所述第一蒸汽段上设有第一蒸汽阀，所述第二蒸汽段上设有第二蒸汽阀。
[0023]本专利技术的用于熔盐换热设备和管道的防冻系统，所述蒸汽输出管路还包括第一蒸汽支路和第二蒸汽支路；所述第一蒸汽支路的两端分别与所述第三蒸汽段的尾端和所述过热器支路的输入端相连通；所述第二蒸汽支路的两端分别与所述第三蒸汽段的尾端和所述再热器支路的输入端相连通；
[0024]其中，所述第一蒸汽支路上设有过热蒸汽阀，所述第二蒸汽支路上设有再热蒸汽阀。
[0025]本专利技术的用于熔盐换热设备和管道的防冻系统，所述过热器支路上依次设有过热器、汽包、蒸发器和预热器。
[0026]本专利技术的用于熔盐换热设备和管道的防冻系统，所述熔盐换热单元包括辅助换热器、第一熔盐管路、第二熔盐管路；
[0027]所述第一熔盐管路的输入端与所述熔盐储罐相连通，所述第一熔盐管路的输出端与所述辅助换热器的熔盐入口相连通，且所述第一熔盐管路上设有所述调温泵；
[0028]所述第二熔盐管路的输入端与所述辅助换热器的熔盐出口相连通，所述第二熔盐管路的输出端与对应的熔盐储罐相连通。
[0029]本专利技术的用于熔盐换热设备和管道的防冻系统，还包括第三熔盐管路；
[0030]所述第一熔盐管路上设有第一熔盐阀，且所述第一熔盐阀位于所述调温泵的下游；
[0031]所述第三熔盐管路的输入端与所述第一熔盐管路连通，且位于所述调温泵与所述第一熔盐阀之间；所述第三熔盐管路的输出端接入于外部太阳能发电系统的进盐母管。
[0032]本专利技术的用于熔盐换热设备和管道的防冻系统，还包括一疏水管路；
[0033]所述疏水管路的输入端与所述蒸汽蓄能单元的底部相连通，所述疏水管路的输出端与所述储液单元的输入端相连通，且所述疏水管路上设有疏水阀。
[0034]本专利技术的用于熔盐换热设备和管道的防冻系统，所述储液单元上设有液位计和第一温度计，所述蒸汽蓄能单元上设有压力表，所述液位计、所述第一温度计和所述压力表均与所述控制部信号连接。
[0035]本专利技术的用于熔盐换热设备和管道的防冻系统，还包括第二温度计，用于检测所述末尾蒸汽熔盐换热设备的熔盐侧出口的温度；
[0036]所述控制部被配置为当所述第二温度计的检测温度低于预设温度，启动所述调温泵以驱动外部太阳能发电系统的熔盐储罐内的熔盐替换系统内的原有熔盐。
[0037]本专利技术的一种控制方法，应用于上述任意一项所述的用于熔盐换热设备和管道的防冻系统，如下：
[0038]外部太阳能发电系统降低负荷时：调温泵和循环泵启动，蒸汽蓄能单元蓄能至预设蓄能压力；
[0039]外部太阳能发电系统停机时：监测所述末尾蒸汽熔盐换热设备的熔盐侧出口的温度，如低于预设温度，则开启倒暖管路，对蒸汽循环管路上的蒸汽熔盐换热设备及管路进行伴热；
[0040]当蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于熔盐换热设备和管道的防冻系统，其特征在于，用于提供倒暖蒸汽至外部太阳能发电系统的蒸汽循环管路，包括：倒暖管路，所述倒暖管路的蒸汽输出端连通于蒸汽循环管路，且位于所述蒸汽循环管路上介质流动方向的首个蒸汽熔盐换热设备的上游；所述倒暖管路的回水端连通于所述蒸汽循环管路，且位于所述蒸汽循环管路上介质流动方向的末尾蒸汽熔盐换热设备的下游；其中，所述倒暖管路上依次设有储液单元、循环泵、熔盐换热单元和蒸汽蓄能单元；所述熔盐换热单元的熔盐输入端设有调温泵，且所述熔盐输入端与外部太阳能发电系统的熔盐储罐相连通；控制部，与所述调温泵和所述循环泵信号连接，用于控制所述调温泵和循环泵。2.如权利要求1所述的用于熔盐换热设备和管道的防冻系统，其特征在于，所述倒暖管路包括回水管路、输水管路、蒸汽输入管路、蒸汽输出管路；所述回水管路的输入端连通于所述蒸汽循环管路，且位于所述蒸汽循环管路上介质流动方向的末尾蒸汽熔盐换热设备的下游；所述回水管路的输出端与所述储液单元的输入端相连通；所述输水管路的两端分别连通所述储液单元的输出端和所述熔盐换热单元的水工质输入端；所述蒸汽输入管路的两端分别连通所述熔盐换热单元的蒸汽输出端和所述蒸汽蓄能单元的蒸汽输入端；所述蒸汽输出管路的输入端连通所述蒸汽蓄能单元的蒸汽输出端；所述蒸汽输出管路的输出端连通于所述蒸汽循环管路，且位于所述蒸汽循环管路上介质流动方向的首个蒸汽熔盐换热设备的上游。3.如权利要求2所述的用于熔盐换热设备和管道的防冻系统，其特征在于，所述蒸汽循环管路包括相互独立的过热器支路和再热器支路；所述回水管路为第一回水管和第二回水管；所述第一回水管的两端分别连通所述过热器支路的输出端和所述储液单元的输入端，所述第二回水管的两端分别连通所述再热器支路的输出端和所述储液单元的输入端；其中，所述第一回水管和所述第二回水管上分别设有第一回水阀和第二回水阀。4.如权利要求2或3所述的用于熔盐换热设备和管道的防冻系统，其特征在于，所述蒸汽蓄能单元的蒸汽输入端和蒸汽输出端为位于所述蒸汽蓄能单元上的一蒸汽连接口；所述蒸汽输入管路包括依次连接的第一蒸汽段和第二蒸汽段，所述第一蒸汽段的首端与所述熔盐换热单元的蒸汽输出端相连通，所述第二蒸汽段的尾端与所述蒸汽连接口相连通；所述蒸汽输出管路包括所述第二蒸汽段、第三蒸汽段；所述第三蒸汽段的首端与所述第二蒸汽段的首端相连通，所述第三蒸汽段的尾端连通于所述蒸汽循环管路，且位于所述蒸汽循环管路上介质流动方向的首个蒸汽熔盐换热设备的上游；其中，所述第一蒸汽段上设有第一蒸汽阀，所述第二蒸汽段上设有第二蒸汽阀。5.如权利要求4所述的用于熔盐换热设备和管道的防冻系统，其特征在于，所述蒸汽输出管路还包括第一蒸汽支路和第二蒸汽支路；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈晓闻，唐亚平，余志勇，童郭凯，唐娟，
申请(专利权)人：浙江可胜技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：