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一種復合拋物面太陽能聚光式熔融鹽蒸汽發生器.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510981078.0

申請日:

2015.12.24

公開號:

CN105423258A

公開日:

2016.03.23

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F22B 1/00申請日:20151224|||公開
IPC分類號: F22B1/00; F24J2/12; F24J2/34; F24J2/32 主分類號: F22B1/00
申請人: 廣東石油化工學院
發明人: 李石棟; 莫才頌; 莫國強; 陳禮鑫; 宋本南; 蘇楚然; 梁琦; 葉家萬
地址: 525000廣東省茂名市官渡二路139號大院
優先權:
專利代理機構: 茂名市穗海專利事務所44106 代理人: 李好琚
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510981078.0

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.05.15|||2016.04.20|||2016.03.23

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種復合拋物面太陽能聚光式熔融鹽蒸汽發生器,包括太陽能反射裝置和蒸汽發生器,在蒸汽發生器中,上鍋筒的下面有下鍋筒,兩側對稱設置有熔融鹽箱,每側的熔融鹽箱上面有可把太陽能反射裝置反射來的太陽光聚焦到熔融鹽箱的復合拋物面反射鏡;在上鍋筒上面接有蒸汽出口和補水管道接口,每側分別接有上升管和熱管,其中,上升管由上向下貫穿同側的熔融鹽箱接通下鍋筒,熱管伸入同側的熔融鹽箱里,在上鍋筒的底部接有下降管與下鍋筒連通;熔融鹽箱兩端的熔融鹽出口和熔融鹽進口經熔融鹽管道連通,其中,熔融鹽管道上安裝有熔融鹽泵。本發明的蒸汽發生器能放置在地面上,且結構緊湊,成本低,啟動快速。

權利要求書

1.一種復合拋物面太陽能聚光式熔融鹽蒸汽發生器,包括太陽能反射裝置和蒸汽發生器,其特征在于,在蒸汽發生器中,上鍋筒的下面有下鍋筒,兩側對稱設置有熔融鹽箱,每側的熔融鹽箱上面有可把太陽能反射裝置反射來的太陽光聚焦到熔融鹽箱的復合拋物面反射鏡;在上鍋筒上面接有蒸汽出口和補水管道接口,每側分別接有上升管和熱管,其中,上升管由上向下貫穿同側的熔融鹽箱接通下鍋筒,熱管伸入同側的熔融鹽箱里,在上鍋筒的底部接有下降管與下鍋筒連通;熔融鹽箱兩端的熔融鹽出口和熔融鹽進口經熔融鹽管道連通,其中,熔融鹽管道上安裝有熔融鹽泵。2.根據權利要求1所述的一種復合拋物面太陽能聚光式熔融鹽蒸汽發生器,其特征在于,太陽能反射裝置由定日鏡和可將太陽光反射到復合拋物面反射鏡的二次曲面反射鏡組成,其中,二次曲面反射鏡安裝在中央塔上。3.根據權利要求1所述的一種復合拋物面太陽能聚光式熔融鹽蒸汽發生器,其特征在于,上鍋筒和下鍋筒分別臥式放置,它們的軸線平行且位于同一垂面上。4.根據權利要求1所述的一種復合拋物面太陽能聚光式熔融鹽蒸汽發生器,其特征在于,在上鍋筒里面對應蒸汽出口的位置設置有汽水分離擋板。5.根據權利要求1所述的一種復合拋物面太陽能聚光式熔融鹽蒸汽發生器,其特征在于,復合拋物面反射鏡由四塊反射鏡組件組成,其中,兩相對的反射鏡組件為拋物面型,另相對的兩反射鏡組件為平面型。6.根據權利要求5所述的一種復合拋物面太陽能聚光式熔融鹽蒸汽發生器,其特征在于,每塊反射鏡組件均由外層的反射鏡支撐層、中層的反射鏡和里層的透明保護層三層構成。7.根據權利要求1所述的一種復合拋物面太陽能聚光式熔融鹽蒸汽發生器,其特征在于,在上鍋筒的一側還接有液位計接口。8.根據權利要求1所述的一種復合拋物面太陽能聚光式熔融鹽蒸汽發生器,其特征在于,在上鍋筒上面還接有壓力接口、溫度接口和安全閥門接口。9.根據權利要求1或3所述的一種復合拋物面太陽能聚光式熔融鹽蒸汽發生器,其特征在于,上升管和熱管沿上鍋筒的軸向交替排列。10.根據權利要求1所述的一種復合拋物面太陽能聚光式熔融鹽蒸汽發生器,其特征在于,在下鍋筒底部設置有下鍋筒支座,在熔融鹽箱的底部設置有熔融鹽箱支座。

說明書

一種復合拋物面太陽能聚光式熔融鹽蒸汽發生器

技術領域

本發明涉及一種熔融鹽蒸汽發生器,尤其涉及利用復合拋物面聚光產生的蒸汽作為太陽能中高溫熱利用領域中的一種復合拋物面太陽能聚光式熔融鹽蒸汽發生器。

背景技術

太陽能中高溫熱利用領域中的一個重要關鍵的技術,就是蒸汽的發生。已知技術中,專利申請號201410535919.0的中國專利申請公開一種太陽能中高溫環路熱管蒸汽發生器,適用于槽式太陽能DSG技術。專利申請號201310723516.4的中國專利公開了遠程防爆太陽能蒸汽發生器,實現智能遠程防爆。專利申請號200810198461.9和專利申請號200910193410.1的中國專利申請分別公開了熔融鹽套管式、熔融鹽管殼式蒸汽發生裝置及方法。專利申請號201410617927.X的中國專利公開了一種利用熔融鹽儲能進行火電站改造的方法及其裝置,實現峰谷發電或供暖。專利申請號201110311489.0的中國專利公開了一種光熱發電熔融鹽儲能系統過熱蒸汽發生裝置。以上已知技術涉及的蒸汽發生器,其蒸汽的產生與太陽能聚熱、熔融鹽儲熱傳熱是通過不同分離的設備或系統實現,沒有涉及太陽能聚光、儲熱及蒸汽發生三方面一體化,同時涉及的太陽能聚光集熱都是槽式或一次塔式。而本發明涉及的熔融鹽蒸汽發生器,是太陽能聚光、儲熱及蒸汽發生三方面一體化于整體設備,同時太陽能聚光方式是二次塔反射和復合拋物面太陽能聚光。

發明內容

本發明的目的是提供一種復合拋物面太陽能聚光式熔融鹽蒸汽發生器,它集太陽能聚光、儲熱及蒸汽發生三方面于一整體,結構緊湊,并能實現在陰天、陰雨等太陽輻射比較差的天氣時還能產生蒸汽。

本發明提供的一種復合拋物面太陽能聚光式熔融鹽蒸汽發生器,包括太陽能反射裝置和蒸汽發生器,在蒸汽發生器中,上鍋筒的下面有下鍋筒,兩側對稱設置有熔融鹽箱,每側的熔融鹽箱上面有可把太陽能反射裝置反射來的太陽光聚焦到熔融鹽箱的復合拋物面反射鏡;在上鍋筒上面接有蒸汽出口和補水管道接口,每側分別接有上升管和熱管,其中,上升管由上向下貫穿同側的熔融鹽箱接通下鍋筒,熱管伸入同側的熔融鹽箱里,在上鍋筒的底部接有下降管與下鍋筒連通;熔融鹽箱兩端的熔融鹽出口和熔融鹽進口經熔融鹽管道連通,其中,熔融鹽管道上安裝有熔融鹽泵。

上述中,太陽能反射裝置由定日鏡和可將太陽光反射到復合拋物面反射鏡的二次曲面反射鏡組成,其中,二次曲面反射鏡安裝在中央塔上。

上述中,上鍋筒和下鍋筒分別臥式放置,它們的軸線平行且位于同一垂面上。

上述中,在上鍋筒里面對應蒸汽出口的位置設置有汽水分離擋板。

上述中,復合拋物面反射鏡由四塊反射鏡組件組成,其中,兩相對的反射鏡組件為拋物面型,另相對的兩反射鏡組件為平面型。

上述中,每塊反射鏡組件均由外層的反射鏡支撐層、中層的反射鏡和里層的透明保護層三層構成。

上述中,在上鍋筒的一側還接有液位計接口。

上述中,在上鍋筒上面還接有壓力接口、溫度接口和安全閥門接口。

上述中,上升管和熱管沿上鍋筒的軸向交替排列。

上述中,在下鍋筒底部設置有下鍋筒支座,在熔融鹽箱的底部設置有熔融鹽箱支座。

本發明有如下的特點:

1、蒸汽發生器和太陽能反射裝置為分體結構,主體部分可放置在地面上,不需要放置在太陽能反射裝置的中央塔上,可以減輕塔的重量,減低成本。

2、蒸汽發生器結構緊湊,集太陽能聚光、儲熱及蒸汽發生三方面于一整體。

3、同時采用自然循環和熱管傳熱的方式。自然循環傳熱有利于熔融鹽蒸汽發生器的安全,熱管傳熱有利于熔融鹽蒸汽發生器的快速啟動。

4、蒸汽發生器結構緊湊,可減低成本及提高安全,快速啟動的熔融鹽蒸汽發生器。其同時具有太陽能聚光、儲熱及蒸汽發生三方面能力,并能實現連續供飽和蒸汽。

附圖說明

圖1為本發明的立體示意圖。

圖2為本發明的蒸汽發生器的立體示意圖。

圖3為圖2的正視圖。

圖4為圖2的側視圖。

圖5為本發明的熔融鹽箱及復合拋物面反射鏡的結構示意圖。

圖6為復合拋物面反射鏡的剖面的結構示意圖。

圖7為本發明的熱管與上升管的關系排列示意圖。

具體實施方式

參照圖1至圖7,本發明提供的一種復合拋物面太陽能聚光式熔融鹽蒸汽發生器,包括太陽能反射裝置和蒸汽發生器,在蒸汽發生器中,上鍋筒3的下面有下鍋筒1,上鍋筒3和下鍋筒1分別臥式放置,它們的軸線平行且位于同一垂面上,上鍋筒3的兩側對稱設置有熔融鹽箱2,每側的熔融鹽箱2上面有可把太陽能反射裝置反射來的太陽光聚焦到熔融鹽箱2的復合拋物面反射鏡4;在上鍋筒3上面接有蒸汽出口21、壓力接口23、溫度接口22、安全閥門接口20和補水管道接口19,一側接有液位計接口24,每側分別接有上升管18和熱管31,其中,上升管18由上向下貫穿同側的熔融鹽箱2接通下鍋筒1,熱管31伸入同側的熔融鹽箱2里,在上鍋筒3的底部接有下降管16與下鍋筒1連通;熔融鹽箱2兩端的熔融鹽出口17和熔融鹽進口25經熔融鹽管道12連通,熔融鹽管道12上安裝有熔融鹽泵13。

熔融鹽箱2的主要作用是盛裝熔融鹽,提供高溫熔融鹽與上升管18的換熱場所,熔融鹽從熔融鹽箱進口17進入,并被反射入的高溫太陽能加熱,高溫熔融鹽和熔融鹽箱2里的上升管18中的水進行換熱后,從熔融鹽箱出口25流出,又重新回到熔融鹽進口17。上鍋筒3、下鍋筒1、上升管18和下降管16形成一個不斷自然循環回路系統,上升管18貫穿熔融鹽箱2的部分可以添加翅片等與熔融鹽進行強化換熱,下降管31并不貫穿熔融鹽箱2,熔融鹽傳熱到熔融鹽箱2中的上升管18,使上升管18內產生汽液兩相流,上升管18與下降管16產生壓差,形成自然循環,蒸汽不斷上升到上鍋筒3。

如圖1所示,太陽能反射裝置由定日鏡5和可將太陽光反射到復合拋物面反射鏡4的二次曲面反射鏡6組成,其中,二次曲面反射鏡6安裝在中央塔7上。中央塔上的二次曲面反射鏡6可將二次反射來的太陽能經復合拋物面反射鏡4再反射入熔融鹽箱2,加熱熔融鹽。

如圖6所示,復合拋物面反射鏡4由四塊反射鏡組件組成,其中,兩相對的反射鏡組件為拋物面型,另相對的兩反射鏡組件為平面型。每塊反射鏡組件均由外層的反射鏡支撐層29、中層的反射鏡28和里層的透明保護層27三層構成。透明保護層27起到對反射鏡28的抗風沙及抗鹽霧腐蝕的保護作用,反射鏡28主要是反射太陽光,反射鏡支撐層29是保證整個復合拋物面反射鏡4的強度以及剛度能滿足抗一定風載的要求。

如圖7所示,在上鍋筒3里面對應蒸汽出口21的位置設置有汽水分離擋板30,起到汽液分離的作用。

如圖5和圖7所示,上升管18和熱管31沿上鍋筒3的軸向交替排列,圖中顯示的是,上升管18有3條,熱管31有2條,由上升管18開始交替排列,上升管16和熱管31均形成有冷凝段和蒸發段兩段,其蒸發段和冷凝段都可以添加翅片等進行強化換熱。熱管31的蒸發段通過熔融鹽箱孔口26埋入在熔融鹽箱2中,上升管16通過上下的熔融鹽箱孔口26貫穿熔融鹽箱2與下鍋筒1接通,位于熔融鹽箱2的一段為蒸發段,上升管16和熱管31的冷凝段在上鍋簡3中。高溫熔融鹽通過與熱管31的蒸發段換熱,直接把高溫熔融鹽的熱量傳遞給上鍋簡3的水,使其在上鍋筒3中的大空間沸騰。熱管31的工作溫度為300℃-600℃。

如圖2和圖3所示,在下鍋筒1底部設置有下鍋筒支座14,在熔融鹽箱2的底部設置有熔融鹽箱支座15,用于支承相應的部件。

如圖1、圖2所示,蒸汽出口21經蒸汽管8接發電子系統10,蒸汽管8上安裝有閥門9,補水管道接口19接補水子系統11,壓力接口23、溫度接口22和安全閥門接口20分別接壓力表、溫度計和安全閥,液位計接口24接液位計。

具體工作過程如下:

聚光過程:

通過定日鏡5組成的太陽能聚光場自動跟蹤太陽,把太陽光反射到中央塔7上的二次曲面反射鏡6,二次曲面反射鏡6反射太陽光到復合拋物面反射鏡4,復合拋物面反射鏡4進一步把反射來的太陽光聚焦到熔融鹽箱2中用來加熱熔融鹽。

產蒸汽過程:

通過熔融鹽泵13不斷地把熔融鹽從熔融鹽進口17進入熔融鹽箱2,被復合拋物面反射鏡4高聚焦來的太陽能加熱。熔融鹽把太陽能儲熱的同時,也通過傳熱到熔融鹽箱2中的上升管18,然后從熔融鹽出口25流出,不斷循環。熔融鹽傳熱到上升管18內,使上升管18內產生汽液兩相流,上升管18與下降管16產生壓差,形成自然循環,蒸汽不斷上升到上鍋筒3。同時熱管31把熔融鹽箱2內的熔融鹽熱量傳遞到上鍋筒3,直接加熱其中的水來產生蒸汽,經汽水分離擋板30后,高溫高壓的蒸汽經蒸汽管8,再經蒸汽控制閥9調節流量進入到發電子系統10進行發電,或也可以用于供暖和工業產生。所需的補水,是通過補水子系統11補進上鍋筒3中。

儲能析能過程:

當白天有良好的直射太陽光時,產蒸汽的同時也進行儲能,多余的能量通過熔融鹽箱2的熔融鹽的顯熱來儲存。當晚上或陰雨天氣時,通過熔融鹽泵13把熔融鹽從熔融鹽箱2中循環起來,析能傳熱到上升管18內,同時熱管31也直接把高溫熔融鹽的熱量傳遞給上鍋簡3的水加熱產生蒸汽。

關 鍵 詞:
一種 復合 拋物面 太陽能 聚光 熔融 蒸汽 發生器
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