CN205747544U - 一种用于光热发电的双压熔盐换热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于光热发电的双压熔盐换热系统，包括高温熔盐储罐、高压熔盐换热系统、低温熔盐储罐和低压给水泵，其特征在于，还包括低压熔盐换热系统，连于高温熔盐储罐和低温熔盐储罐之间的再热器；所述高温熔盐储罐依次通过高压熔盐换热系统、低压熔盐换热系统与低温熔盐储罐相连；所述低压给水泵的一路出口依次通过升压泵、高压熔盐换热系统与汽轮机相连，低压给水泵的另一路出口依次通过低压熔盐换热系统、再热器和汽轮机的低压缸相连。本实用新型可以将换热效率提高3%～5%，增加了系统发电量；同时还降低了换热后最终的熔盐温度。
Description
技术领域
本实用新型属于光热发电技术领域，特别涉及一种用于光热发电的双压熔盐换热系统。
背景技术
目前，当光热发电系统中的汽轮机需要高品质参数的蒸汽时，仅对熔盐热量进行一级利用，即熔盐换热系统都为高压熔盐换热系统，换热之后的熔盐温度最低只能降低到290℃左右。
随着熔盐技术的进一步发展，熔盐的凝固点温度降低到了80℃左右。此时如果继续沿用现有的熔盐换热系统，由于只能将熔盐温度降低到290℃左右，与凝固点之间温差较大，则热利用效率很低，能量损失较大。因此，随着熔盐技术的发展，有必要改进原来的熔盐换热系统，以提高热利用效率。
发明内容
现有的熔盐换热系统为高压熔盐换热系统，热利用效率低。本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种用于光热发电的双压熔盐换热系统。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
一种用于光热发电的双压熔盐换热系统，包括高温熔盐储罐、高压熔盐换热系统、低温熔盐储罐和低压给水泵，还包括低压熔盐换热系统，连于高温熔盐储罐和低温熔盐储罐之间的再热器，所述高温熔盐储罐依次通过高压熔盐换热系统、低压熔盐换热系统与低温熔盐储罐相连；所述低压给水泵的一路出口依次通过升压泵、高压熔盐换热系统与汽轮机相连，低压给水泵的另一路出口依次通过低压熔盐换热系统、再热器和汽轮机的低压缸相连。
借由上述结构，本实用新型包括相互串联的高压熔盐换热系统和低压熔盐换热系统。本实用新型中沿用标准《锅炉安全技术监察规程》，高压指得是蒸汽压力在9.8Mpa以上，低压指得是蒸汽压力在3.8Mpa以下。
熔盐先经高压熔盐换热系统，然后流经低压熔盐换热系统。高压熔盐换热系统产生的高压过热蒸汽进汽轮机做功；低压熔盐换热系统产生的低压过热蒸汽首先进入再热器再热，然后进汽轮机低压缸做功。这样可以最大化地利用低品位能源，使熔盐温度降低到系统设计要求，大大降低光热发电系统的热量损失，提高热能利用率。同时，现今高压再热凝汽式汽轮机不会有大的结构改造。
进一步地，所述汽轮机的蒸汽出口与再热器的蒸汽入口相连。
高压熔盐换热系统产生的高压过热蒸汽进汽轮机做功，做完一部分功后与低压熔盐换热系统产生的低压过热蒸汽混合，一起进再热器再热，然后进汽轮机低压缸做功，进一步提高了能量利用效率。
作为一种优选方式，所述低压熔盐换热系统包括低压汽包、低压蒸发器和低压过热器；所述高压熔盐换热系统的熔盐出口依次通过低压过热器、低压蒸发器与低温熔盐储罐的入口相连；所述低压给水泵的出口通过低压汽包分为两路输出，低压给水泵的一路输出通过低压蒸发器回到低压汽包，再经由低压过热器与再热器的蒸汽入口相连；低压给水泵的另一路输出通过升压泵与高温熔盐换热系统的进水口相连。
作为一种优选方式，所述高压熔盐换热系统包括高压汽包、高压蒸发器和高压过热器；所述高温熔盐储罐的出口依次通过高压过热器、高压蒸发器和低压熔盐换热系统的熔盐入口相连；所述升压泵的出口通过高压汽包与高压蒸发器相连，高压蒸发器的出口再依次通过高压汽包、高压过热器与汽轮机相连。
进一步地，还包括公共给水预热器；所述低压熔盐换热系统的熔盐出口通过公共给水预热器与低温熔盐储罐的入口相连；所述低压给水泵的出口先通过公共给水预热器再分为两路输出。
进一步地，还包括高压给水预热器；所述低压过热器的熔盐出口通过高压给水预热器与低压蒸发器的熔盐入口相连；所述升压泵的出水口通过高压给水预热器与高压换热系统的入水口相连。
借由上述结构，首先来自低压给水泵的除氧水经公共给水预热器吸热生成低压未饱和水，然后在低压汽包中分成两路：
一路在低压汽包中经下降管进低压蒸发器吸热生成低压饱和汽水混合物，然后再返回低压汽包进行汽水分离，分离出的低压饱和蒸汽经低压过热器过热生成低压过热蒸汽，然后与做过部分功的蒸汽混合后进入再热器再热，再后进入汽轮机的低压缸做功。
另一路低压汽包的低压未饱和水经升压泵进高压给水预热器吸热生成高压未饱和水，然后在高压汽包中经下降管进高压蒸发器吸热生成高压饱和汽水混合物，然后再返回高压汽包进行汽水分离，分离出的高压饱和蒸汽经高压过热器过热生成高压过热蒸汽，然后进入汽轮机做功。
进一步地，所述高温熔盐储罐的熔盐出口还直接与低温熔盐储罐的熔盐入口相连。
当需要对系统进行检修时，熔盐直接从高温熔盐储罐进入低温熔盐储罐，保证熔盐始终处于流动性状态。
作为一种优选方式，所述高温熔盐储罐的熔盐出口通过再热器与高压蒸发器的熔盐入口相连。
经过试验，上述结构的热利用效率较高。
与现有技术相比，本实用新型依据能量梯度化利用的原则，通过对各个温度段熔盐能量的阶梯利用而采取两个压力受热面布置形式，高压熔盐换热系统可以让高温度的熔盐产生高品位的蒸汽，低压熔盐换热系统可以让低温度的熔盐产生低品位的蒸汽。低品位的蒸汽和做过部分功的高品位蒸汽混合一起进再热器再热，然后一起进入汽轮机的低压缸做功。由于对熔盐的温度利用是阶梯型的，所以本实用新型可以将换热效率提高3%～5%，增加了系统发电量；同时还降低了换热后最终的熔盐温度。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的结构示意图。
其中，1为高温熔盐储罐，2为低温熔盐储罐，3为高压汽包，4为低压汽包，5为升压泵，6为高压过热器，7为高压蒸发器，8为低压过热器，9为高压给水预热器，10为低压蒸发器，11为公共给水预热器，12为再热器，13为低压给水泵，14为汽轮机，15为除氧器，16为低压加热器，17为发电机，18为冷凝器，19为凝结水泵。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的一实施例包括包括高温熔盐储罐1、高压熔盐换热系统、低温熔盐储罐2和低压给水泵13，还包括低压熔盐换热系统，连于高温熔盐储罐1和低温熔盐储罐2之间的再热器12，所述高温熔盐储罐1依次通过高压熔盐换热系统、低压熔盐换热系统与低温熔盐储罐2相连；所述低压给水泵13的一路出口依次通过升压泵5、高压熔盐换热系统与汽轮机14相连，低压给水泵13的另一路出口依次通过低压熔盐换热系统、再热器12和汽轮机14的低压缸相连。
所述汽轮机14的蒸汽出口与再热器12的蒸汽入口相连。
所述低压熔盐换热系统包括低压汽包4、低压蒸发器10和低压过热器8；所述高压熔盐换热系统的熔盐出口依次通过低压过热器8、低压蒸发器10与低温熔盐储罐2的入口相连；所述低压给水泵13的出口通过低压汽包4分为两路输出，低压给水泵13的一路输出通过低压蒸发器10回到低压汽包4，再经由低压过热器8与再热器12的蒸汽入口相连；低压给水泵13的另一路输出通过升压泵5与高温熔盐换热系统的进水口相连。
所述高压熔盐换热系统包括高压汽包3、高压蒸发器7和高压过热器6；所述高温熔盐储罐1的出口依次通过高压过热器6、高压蒸发器7和低压熔盐换热系统的熔盐入口相连；所述升压泵5的出口通过高压汽包3与高压蒸发器7相连，高压蒸发器7的出口再依次通过高压汽包3、高压过热器6与汽轮机14相连。
还包括公共给水预热器11；所述低压熔盐换热系统的熔盐出口通过公共给水预热器11与低温熔盐储罐2的入口相连；所述低压给水泵13的出口先通过公共给水预热器11再分为两路输出。
还包括高压给水预热器9；所述低压过热器8的熔盐出口通过高压给水预热器9与低压蒸发器10的熔盐入口相连；所述升压泵5的出水口通过高压给水预热器9与高压换热系统的入水口相连。
所述高温熔盐储罐1的熔盐出口还直接与低温熔盐储罐2的熔盐入口相连。所述高温熔盐储罐1的熔盐出口通过再热器12与高压蒸发器7的熔盐入口相连。
本实用新型的熔盐介质和汽水介质的工作流向如下：
1）熔盐介质：从高温熔盐储罐1出来的高温熔盐分两路，一路经过高压过热器6，一路经过再热器12，然后两路熔盐混合在一起进入高压蒸发器7，再依次经过低压过热器8、高压给水预热器9、低压蒸发器10、公共给水预热器11，逐级降温，然后流向低温熔盐储罐2。
2）汽水介质：从除氧器15出来的除氧水经过低压给水泵13进公共给水预热器11预热，然后在低压汽包4内分成两路，一路进低压蒸发器10吸热生成低压饱和汽水混合物，再进入低压汽包4进行汽水分离，分离出的低压饱和蒸汽经低压过热器8生成低压过热蒸汽，然后和高压过热蒸汽进汽轮机14做过功后的蒸汽一起进再热器12再热，再一起进汽轮机14的低压缸做功。另一路低压未饱和水经升压泵5升压后进高压给水预热器9进一步吸热成高压未饱和水，然后进高压汽包3，经由下降管进高压蒸发器7吸热生成高压饱和汽水混合物，再进入高压汽包3进行汽水分离，分离出的高压饱和蒸汽进高压过热器6生成高品质的高压过热蒸汽，送入汽轮机14做功。汽轮机14带动发电机17发电，汽轮机14残留的低压蒸汽经冷凝器18冷凝成低温低压的液态水，再经凝结水泵19、低压加热器16进入除氧器15，随后再由低压给水泵13泵入公共给水预热器11。
Claims (8)
1.一种用于光热发电的双压熔盐换热系统，包括高温熔盐储罐（1）、高压熔盐换热系统、低温熔盐储罐（2）和低压给水泵（13），其特征在于，还包括低压熔盐换热系统，连于高温熔盐储罐（1）和低温熔盐储罐（2）之间的再热器（12）；
所述高温熔盐储罐（1）依次通过高压熔盐换热系统、低压熔盐换热系统与低温熔盐储罐（2）相连；
所述低压给水泵（13）的一路出口依次通过升压泵（5）、高压熔盐换热系统与汽轮机（14）相连，低压给水泵（13）的另一路出口依次通过低压熔盐换热系统、再热器（12）和汽轮机（14）的低压缸相连。
2.如权利要求1所述的用于光热发电的双压熔盐换热系统，其特征在于，所述汽轮机（14）的蒸汽出口与再热器（12）的蒸汽入口相连。
3.如权利要求1或2所述的用于光热发电的双压熔盐换热系统，其特征在于，所述低压熔盐换热系统包括低压汽包（4）、低压蒸发器（10）和低压过热器（8）；
所述高压熔盐换热系统的熔盐出口依次通过低压过热器（8）、低压蒸发器（10）与低温熔盐储罐（2）的入口相连；
所述低压给水泵（13）的出口通过低压汽包（4）分为两路输出，低压给水泵（13）的一路输出通过低压蒸发器（10）回到低压汽包（4），再经由低压过热器（8）与再热器（12）的蒸汽入口相连；低压给水泵（13）的另一路输出通过升压泵（5）与高温熔盐换热系统的进水口相连。
4.如权利要求1或2所述的用于光热发电的双压熔盐换热系统，其特征在于，所述高压熔盐换热系统包括高压汽包（3）、高压蒸发器（7）和高压过热器（6）；
所述高温熔盐储罐（1）的出口依次通过高压过热器（6）、高压蒸发器（7）和低压熔盐换热系统的熔盐入口相连；
所述升压泵（5）的出口通过高压汽包（3）与高压蒸发器（7）相连，高压蒸发器（7）的出口再依次通过高压汽包（3）、高压过热器（6）与汽轮机（14）相连。
5.如权利要求1或2所述的用于光热发电的双压熔盐换热系统，其特征在于，还包括公共给水预热器（11）；
所述低压熔盐换热系统的熔盐出口通过公共给水预热器（11）与低温熔盐储罐（2）的入口相连；
所述低压给水泵（13）的出口先通过公共给水预热器（11）再分为两路输出。
6.如权利要求3所述的用于光热发电的双压熔盐换热系统，其特征在于，还包括高压给水预热器（9）；
所述低压过热器（8）的熔盐出口通过高压给水预热器（9）与低压蒸发器（10）的熔盐入口相连；
所述升压泵（5）的出水口通过高压给水预热器（9）与高压换热系统的入水口相连。
7.如权利要求1或2所述的用于光热发电的双压熔盐换热系统，其特征在于，所述高温熔盐储罐（1）的熔盐出口还直接与低温熔盐储罐（2）的熔盐入口相连。
8.如权利要求4所述的用于光热发电的双压熔盐换热系统，其特征在于，所述高温熔盐储罐（1）的熔盐出口通过再热器（12）与高压蒸发器（7）的熔盐入口相连。
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| CN108194201A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-06-22 | 浙江中控太阳能技术有限公司 | 一种燃气轮机发电厂的余热利用系统及其运行方法 |
| CN113237133A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-08-10 | 西安热工研究院有限公司 | 一种利用高温熔融盐储热的可再生能源清洁供暖及调峰系统 |
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