一种带蒸汽再热的光热电站熔盐蒸汽发生系统的制作方法

本实用新型涉及太阳能光热发电领域，具体涉及一种带蒸汽再热的光热电站熔盐蒸汽发生系统，旨在降低预热器中的凝固风险以及蒸汽在过热器或再热器中的超温风险。

背景技术：

塔式以及槽式光热发电技术是两种商业化认可的太阳能光热发电技术。这两种技术均是利用储热介质在镜场中吸收太阳能，然后在蒸汽发生系统中将吸收的太阳能以热能的形式传递给水或蒸汽，进而进入汽轮发电机做功发电。由于良好的理化性质，熔盐经多个商业运行的光热电站证明为适合于光热发电的成熟储换热介质，广泛应用于光热蒸汽发生系统。

图1为传统熔盐蒸汽发生系统的原理简图，给水自下而上依次通过预热器、蒸汽发生器、汽包和过热器或再热器，热熔盐自上而下依次沿过热器或再热器、蒸汽发生器、预热器变为冷熔盐，给水通过和熔盐逆流换热后成为过热蒸汽或热再热蒸汽，进入汽轮机做功。这种系统对负荷变化的适应性较弱，但由于太阳能本身的多变性和周期性，熔盐蒸汽发生系统经常变负荷工况运行，采用传统蒸汽发生系统极易造成熔盐在预热器中的温度过低以及蒸汽在过热器或再热器中的温度过高。因此，亟需设计出一种安全高效的熔盐蒸汽发生系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种带蒸汽再热的光热电站熔盐蒸汽发生系统，通过增加过热器与再热器的旁路以及蒸汽发生器的旁路，杜绝凝固及超温风险。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：包括按照水工质流向依次设置的预热器、蒸汽发生器、汽包和过热器，所述的过热器上设有过热蒸汽出口；热熔盐分别通入过热器以及与过热器并列设置的再热器，流经过热器与再热器的热熔盐依次经过蒸汽发生器和预热器发生热交换，并成为冷熔盐排出；所述的过热器与再热器并联能够流通热熔盐的第一旁路，蒸汽发生器并联能够流通热熔盐的第二旁路，第一旁路与第二旁路连通。

所述的第一旁路上安装有第一阀门，第二旁路上安装有第二阀门。

所述的第一阀门与第二阀门在额定工况下运行时关闭，非额定工况下运行时打开。

所述的再热器上连接冷再热蒸汽管路与热再热蒸汽管路。

额定工况下，预热器的给水温度设计值为235℃-270℃，再热器的冷再热蒸汽管路设计值为300℃-340℃，过热器与再热器入口的热熔盐温度为550℃-570℃；过热器的过热蒸汽出口以及再热器的热再热蒸汽管路设计蒸汽温度为535℃-550℃，预热器的冷熔盐出口温度为290℃-305℃。

所述的预热器、蒸汽发生器以及过热器均采用U型管壳式换热器。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：通过向过热器与再热器并联能够流通热熔盐的第一旁路，蒸汽发生器并联能够流通热熔盐的第二旁路，第一旁路与第二旁路连通，在蒸汽发生系统处于低负荷运行时，根据负荷情况来控制进入第一旁路熔盐的流量，能够实现控制过热器以及再热器出口蒸汽温度的目的，进而降低系统低负荷运行时蒸汽超温风险。此外，根据负荷情况来控制进入第二旁路熔盐的流量，能够实现控制预热器出口熔盐温度的目的，进而降低熔盐在预热器中的凝固风险。本实用新型通过合理分配熔盐在不同换热器中的换热量，充分地利用了熔盐热量。

附图说明

图1现有的熔盐蒸汽发生系统结构示意图；

图2本实用新型的系统结构示意图。

图中：1.预热器；2.蒸汽发生器；3.汽包；4.过热器；5.再热器；6.第一阀门；7.第二阀门。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。本文所描述的实施例仅仅为本实用新型的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型保护范围。

参见图2，本实用新型在结构上包括按照水工质流向依次设置的预热器1、蒸汽发生器2、汽包3和过热器4，过热器4上设有过热蒸汽出口；热熔盐分别通入过热器4以及与过热器4并列设置的再热器5，流经过热器4与再热器5的热熔盐依次经过蒸汽发生器2和预热器1发生热交换，并成为冷熔盐排出；过热器4与再热器5并联能够流通热熔盐的第一旁路，蒸汽发生器2并联能够流通热熔盐的第二旁路，第一旁路与第二旁路连通。

再热器5上连接冷再热蒸汽管路与热再热蒸汽管路。熔盐工质是硝酸钠和硝酸钾按一定比例混合的二元混合熔盐。第一旁路上安装有第一阀门6，第二旁路上安装有第二阀门7。预热器1、蒸汽发生器2以及过热器4均采用U型管壳式换热器。

实施例1

系统处于100％负荷(额定工况)运行，系统入口给水温度为250℃，再热器5的入口冷再热蒸汽温度为320℃。给水依次经过预热器1、蒸汽发生器2、过热器4/再热器5，与熔盐进行逆流换热。同时系统入口熔盐温度为565℃，与汽水工质进行逆流换热。

本实用新型系统在额定工况下运行时，第一阀门6和第二阀门7关闭，系统过热器4和再热器5出口蒸汽温度均为设计值(550℃)；系统预热器出口熔盐温度也为设计值(295℃)。

针对传统熔盐蒸汽发生系统(如图1所示)，系统在额定工况下运行时，过热器4和再热器5的出口蒸汽温度以及预热器1的出口熔盐温度均处于设计值。

在额定工况下，传统系统和本专利系统均能保持安全可靠运行。

实施例2

系统处于50％负荷运行，系统入口给水温度为215℃，再热器5的入口冷再热蒸汽温度为331℃。给水依次经过预热器1、蒸汽发生器2、过热器4/再热器5，与熔盐进行逆流换热。同时系统入口的熔盐温度为565℃，与汽水工质进行逆流换热。

本实用新型系统在低负荷工况下运行时，第一阀门6和第二阀门7打开，经过第一阀门的熔盐流量为总熔盐流量的25％，经过第二阀门的熔盐流量为总流量的10％。系统的过热器4和再热器5出口蒸汽温度分别为551℃和552℃，系统预热器出口熔盐温度为277℃。

针对传统熔盐蒸汽发生系统(如图1所示)，系统在低负荷工况下运行时，过热器4和再热器5的出口蒸汽温度分别为558℃和560℃；系统预热器1的出口熔盐温度为258℃。

通过对比，在低负荷工况下，本专利系统的出口蒸汽温度在正常范围内，未发生超温，系统出口熔盐温度也高于熔盐安全温度(260℃)。而传统系统的出口蒸汽温度已大幅超温，并且出口熔盐已低于熔盐安全温度，熔盐有凝固的风险。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的范围之内。