太阳能光热电站熔盐加热器装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种太阳能光热电站中采用的加热装置，特别是一种采用熔盐作为储热传热介质的太阳能光热电站熔盐加热器装置。
【背景技术】
[0002]目前，世界上已运行的太阳能光热电站一般都是采用导热油作为传热介质，导热油温度较低，使得发电站的效率和能源输出量均较低。而且由于温度低而不能与常规发电站合并或者替换，阻碍了生产发展。导热油还存在泄漏易燃引发火灾的安全隐患。存在以下缺点:导热油工作温度低，储热量小；导热油工作温度低，加热产生蒸汽温度较低，发电站的效率和能源输出量均较低；导热油为易燃介质，对系统安全性要求较高，发生泄漏将燃烧引起火灾事故，此外导热油发生泄漏还将污染环境。
[0003]熔盐加热器装置中的换热器一般采用U形管式、列管式等常规结构换热器，存在以下缺点:结构细长，穿管制作难度高；常规换热器结构不紧凑，单台换热器设计换热面积小，为了满足传热要求，需要串联多台换热器一起工作，增加系统布置及控制的复杂程度，增加设备、管道、阀门、仪表、保温等投入费用，增加布置场地，增加系统投资成本及运行管理成本；常规换热器结构的长径比不能按设计需要灵活调整，不方便系统布置安装；由于熔盐加热器的操作温度极高，达500多度，设备金属膨胀量较大，采用常规换热器，换热器自身无法克服管、壳热膨胀差产生的较大的温差应力。
【实用新型内容】
[0004]为了克服上述所存在的技术缺陷，本实用新型的目的是:提供一种发电效率高、能量输出大且安全系数高、设备投入及运行维护管理费用更经济的太阳能光热电站熔盐加热器装置。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现:包括通过熔盐管道依次连接其壳程的给水加热器、蒸汽发生器以及蒸汽过热器，所述的给水加热器、蒸汽发生器以及蒸汽过热器均采用缠绕管式结构换热器，并在其管程，通过汽水管道连通在一起，在蒸汽发生器与蒸汽过热器之间的汽水管道上设置有汽包，蒸汽发生器位于汽包的自力水循环管路的上升管道上，经蒸汽发生器加热产生的汽水混合物由汽包的上升管道循环进入汽包内进行汽水分离，分离产生的蒸汽流向蒸汽过热器；在所述的熔盐管道和汽水管道上均设置有多个压力表和温度表。
[0006]所述的熔盐管道上与蒸汽过热器并联连接有蒸汽再热器。
[0007]所述的汽包上设置有充氮接口和排空气口。
[0008]在所述的汽包上设置有安全阀。
[0009]所述的缠绕管式结构换热器包括上管箱、下管箱、壳体，所述的缠绕管式结构换热器还包括缠绕管束，该缠绕管束位于壳体内，且分别与上管箱和下管箱连通；在所述的壳程的上部侧面开设有高温熔盐进口，下部侧面开始有高温熔盐出口 ；在所述的上管箱顶部开设有汽水出口，在所述的下管箱底部开设有汽水进口。
[0010]所述的上管箱和下管箱之间还设置有包裹住缠绕管束的壳体，在该壳体的外侧面设置有安装支座以及用于方便吊装的吊耳。
[0011]所述的壳体和缠绕管束之间设置有挡环。
[0012]在所述的上管箱和下管箱均设置有内压自紧密封孔。
[0013]本实用新型的有益效果，一是:本实用新型的太阳能光热电站熔盐加热器装置，通过给水加热器、蒸汽发生器以及蒸汽过热器等的配合，采用熔盐作为储热传热介质，熔盐最高运行温度可为550°C，相对于传统的采用导热油作为储热传热介质的电站，介质运行温度有大幅提高，从而大大提高了发电站的效率和能源输出量。由于熔盐最高运行温度可为550°C，可以与传统发电站合并或者替换，大大提高了经济效益。二是:采用熔盐作为储热传热介质与导热油相比，对系统安全性要求低、具有低成本、安全性、对环境无害等优点，汽化温度高、化学稳定性好、储热量大，加热产生蒸汽压力及温度高、电厂热效率高。三是:熔盐加热器装置中的换热器创造性的采用缠绕管式结构换热器，利用一台缠绕管式换热器取代多台常规换热器使用，简化系统布置及控制，减小系统投资成本及运行管理成本；避免常规换热器因结构细长，穿管制作困难，降低制造难度；缠绕管式换热器结构设计灵活，方便系统布置安装；换热管可轴向伸缩，热膨胀可自行补偿，避免常规换热管器，因管、壳热膨胀差产生较大的温差应力。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的太阳能光热电站熔盐加热器装置的结构示意图；
[0015]图2为本实用新型的太阳能光热电站熔盐加热器装置的熔盐加热器的结构示意图；
[0016]图中，I一给水预热加热器，2—蒸汽发生器，3—汽包，4一蒸汽过热器，5—蒸汽再热器，6—给水装置，7—熔盐疏排箱，8—汽水管道，9一压力表，10—温度表，12—蒸汽输出口，13—充氮接口，14一排空气口，15—安全阀，16—上管箱，17—壳体，18—下管箱，19一缠绕管束，191 一上管板，192—下管板，193—中心管，194一缠绕换热管，195—导流筒，20—壳程放净口，21—壳程排空口，22—汽水出口，23—汽水进口，24—内压自紧密封装置，25—高温熔盐进口，26—高温熔盐出口，27—安装支座，28—吊耳，30—挡环。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的保护范围不限于以下所述。
[0018]如图1、图2所示，本实用新型的太阳能光热电站熔盐加热器装置，包括通过熔盐管道依次连接其壳程的给水加热器1、蒸汽发生器2以及蒸汽过热器4，所述的给水加热器
1、蒸汽发生器2以及蒸汽过热器4均采用缠绕管式结构换热器，并在其管程通过汽水管道8连通在一起，在蒸汽发生器2与蒸汽过热器4之间的汽水管道8上设置有汽包3，汽包3用于实现汽水分离产生蒸汽；在所述的熔盐管道和汽水管道8上均设置有多个压力表9和温度表10。本实用新型的太阳能光热电站熔盐加热器装置，通过给水加热器1、蒸汽发生器2以及蒸汽过热器4等的配合，采用熔盐作为储热传热介质，熔盐最高运行温度可为550°C，相对于传统的采用导热油作为储热传热介质的电站，介质运行温度有大幅提高，从而大大提高了发电站的效率和能源输出量。由于熔盐最高运行温度可为550°C，可以与传统发电站合并或者替换，大大提高了经济效益。所述的缠绕管式结构换热器的缠绕管束19由上管板191、下管板192、中心管193、缠绕换热管194、导流筒195、垫条等组成。中心管193连接上管板191及下管板192，制造过程中起支撑管束重量、传递绕制扭矩的作用。缠绕换热管194绕制有许多层，第一层换热管螺旋缠绕在中心管上，第二层缠绕在第一层换热管上，依次完成各层换热管绕制，各层每根换热管的两端分别穿过上管板191和下管板192上对应的孔，并与管板固定连接，保证连接强度及密封可靠。在各层换热管绕制过程中，需预先按一定的周向间距铺设好垫条，垫条分为平垫条和异形卡条，平垫条用于控制各层间距，异形卡条用于控制每一层中相邻换热管的轴向间距，缠绕管束绕制完后包裹导流筒195以此组成整个缠绕管束19。缠绕管束19外套壳体17。壳体17包括范围内的换热管间隙空间即为壳程，而换热管内的通道空间为管程。值得注意的是，熔盐走壳程，汽水工质走管程。
[0019]值得注意的是，缠绕管式结构换热器传热效率高，可实现小温差传热，并且结构紧凑，单位容积具有较大的传热面积，容易实现大型化设计，可以利用一台缠绕管式结构换热器取代多台常规换热器使用，简化系统布置及控制，减小系统投资成本及运行管理成本。避免常规换热器因结构细长，穿管制作困难，降低制造难度。缠绕管式结构换热器的长径比可以根据设计需要调整，整体结构长度可控，可根据现场布置需要灵活调整，方便系统布置安装，因此缠绕管式结构换热器设计灵活，方便系统布置安装。缠绕管式结构换热器的换热管为螺旋缠绕结构，类似弹簧，可轴向伸缩，热膨胀可自行补偿。而常规列管换热器，高温下换热管与壳体热膨胀差不同，将在管板上产生较大的温差应力，需在壳体上增加膨胀节。缠绕管束可轴向伸缩，热膨胀可自行补偿，避免常规换热管器因管、壳热膨胀差产生较大的温差应力。
[0020]来自太阳能集热区的熔盐，吸收太阳热能后储存到热罐中。在电厂发电过程中，高温熔盐自热罐取出，并通过本实用新型的太阳能光热电站熔盐加热器装置释放热能，用于加热给水产生高压过热蒸汽，高压过热蒸汽再输送到汽轮机高压汽缸做功发电；用于再热来自汽轮机高压汽缸做功后的低压低温蒸汽产生低压过热蒸汽，低压过热蒸汽再输送到汽轮机低压汽缸做功