一种槽式导热油蒸汽发生系统的制作方法

本实用新型涉及光热发电的技术领域，更具体地讲，涉及一种槽式导热油蒸汽发生系统。

背景技术：

槽式技术是目前应用最成熟、可靠性最好、装机最多的太阳能光热发电技术。槽式光热电站一般采用导热油作为热介质来加热给水或导热蒸汽，带再热的槽式导热油蒸汽发生系统一般由两个独立的回路组成：过热器、蒸发器(含汽水分离器)、预热器构成主蒸汽回路用以产生带动汽轮机做功的高温高压蒸汽，再热器构成再热汽回路用于做功后蒸汽的再加热、提高循环热效率。

工作时来自集热场的热导热油分为两个独立的支路分别进入主蒸汽回路(依次流经过热器、蒸发器(含汽水分离器)、预热器)和再热蒸汽回路与给水或低压蒸汽进行热量交换，换热后两个回路的冷导热油再混合汇总、流回至集热场加热，如此循环往复。目前工程化应用的各类导热油受其物性参数的影响、使用温度一般在450℃以下，故导热油槽式光热电站蒸汽发生系统一般处于中温区间工作、再热器回路由于冷热介质温度交叉大、传热推动力弱，一般需要的换热面积比较大，受制造难度和经济性的制约、现在越来越多的项目蒸发系统再热蒸汽回路都采用m台(m≥2)串联的换热器以满足换热需求，如图1所示。

由于主蒸汽回路和再热蒸汽回路所产生的蒸汽温度、压力、流量等参数不一样，故两个独立回路出口油温也不一样(主蒸汽回路的蒸汽压力远高于再热蒸汽回路，受蒸发器处高压蒸汽饱和相变点温度的限制、主蒸汽回路出口油温一般远高于再热蒸汽回路出口)。现有蒸发系统是将两个不同温度回路出口的导热油直接混合降温后送入聚光集热系统进行再次加热，这一方面在一定程度上造成了热导热油的一部分热量并没有在蒸发系统中得到利用而被浪费，另一方面受制于蒸汽参数和换热器设计的影响、蒸汽发生系统出口导热油温度往往会高于聚光集热系统最佳设计点要求的导热油温度。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种热量利用效率更高的槽式光热电站蒸汽发生系统

本实用新型提供了一种槽式导热油蒸汽发生系统，所述蒸汽发生系统包括并联设置的主蒸汽回路和再热蒸汽回路，再热蒸汽回路包括串联设置的m级再热器，在主蒸汽回路出口与再热蒸汽回路中第n-1级再热器出口之间设置有导热油汇集管路，所述导热油汇集管路将主蒸汽回路出口的导热油汇集至再热蒸汽回路中第n-1级再热器的出口进行导热油的混合，其中，m≥2且2≤n≤m。

根据本实用新型槽式导热油蒸汽发生系统的一个实施例，所述主蒸汽回路包括串联设置的预热器、蒸发器和过热器以及控制阀，给水依次流经预热器、蒸发器和过热器与导热油换热成为过热蒸汽，其中，所述蒸发器中还包括汽水分离器。

根据本实用新型槽式导热油蒸汽发生系统的一个实施例，所述再热蒸汽回路包括串联设置的m级再热器以及控制阀，来自汽轮机的做功后蒸汽依次流经第m级再热器至第1级再热器与导热油换热成为再热蒸汽。

根据本实用新型槽式导热油蒸汽发生系统的一个实施例，来自聚光集热系统的导热油分为两个支路分别进入主蒸汽回路和再热蒸汽回路，进入主蒸汽回路中的导热油依次流经过热器、蒸发器和预热器与给水换热后从主蒸汽回路出口流出，进入再热蒸汽回路中的导热油依次流经第1级再热器至第n-1级再热器换热后与来自主蒸汽回路出口的导热油混合，随后通过管路依次引入第n级至第m级再热器完成热量交换后送入聚光集热系统进行再次加热。

与现有技术相比，本实用新型通过主回路出口导热油温度控制再热蒸汽回路入口导热油流量的方式可使第n-1级再热器出口的导热油温度近似与主蒸汽回路出口导热油温相等，避免不同油温导热油混合所造成的热量浪费、使蒸发系统热量利用效率更加高效；可以通过合理调节再热蒸汽回路m级换热器换热面积的配比，提高导热油热量的利用效率，降低导热油的用量，进而降低导热油相关配套设施的建设和运行费用，获得比传统槽式光热电站蒸发系统更好的经济效益。

附图说明

图1示出了现有技术中槽式导热油蒸汽发生系统的结构示意图。

图2示出了根据本实用新型示例性实施例的槽式导热油蒸汽发生系统的结构示意图。

附图标记说明：

1-过热器、2-蒸发器(含汽水分离器)、3-预热器、4-导热油汇集管路、5-1-第1级再热器、5-n-1-第n-1级再热器、5-n-第n级再热器、5-m-第m级再热器。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面对本实用新型的槽式导热油蒸汽发生系统进行具体说明。

本实用新型的设计思路在于将槽式导热油蒸汽发生系统中主蒸汽回路出口的导热油与再热蒸汽回路中第n-1级再热器出口的导热油混合后引入第n级再热器的入口，混合后的导热油依次经第n级至第m级再热器完成热量交换后送入聚光集热系统进行再次加热，其中，m为再热蒸汽回路中再热器的总级数，m≥2且2≤n≤m。

也即本实用新型不是将主蒸汽回路出口的导热油与再热蒸汽回路出口的导热油直接混合，而是将主蒸汽回路出口的导热油与第n-1级再热器出口的导热油混合并进行后续的热量交换后再送入聚光集热系统进行再次加油，有利于避免导热油热量的浪费并且还可以保证蒸汽发生系统出口导热油温度位于聚光集热系统最佳设计点要求的导热油温度范围内，具有较佳的应用效果。

优选地，可以通过温度联锁调节第1级再热器的入口油量使第n-1级再热器的出口油温与主回路预热器的出口油温差值在0～10℃范围内。

依据上面的控制方法思路，本实用新型提供了一种槽式导热油蒸汽发生系统。

图2示出了根据本实用新型示例性实施例的槽式导热油蒸汽发生系统的结构示意图。

如图2所示，根据本实用新型的示例性实施例，所述槽式导热油蒸汽发生系统包括并联设置的主蒸汽回路和再热蒸汽回路，再热蒸汽回路包括串联设置的m级再热器，在主蒸汽回路出口与再热蒸汽回路中第n-1级再热器出口之间设置有导热油汇集管路4，导热油汇集管路4将主蒸汽回路出口的导热油汇集至再热蒸汽回路中第n-1级再热器5-n-1的出口进行导热油的混合，其中，m为再热蒸汽回路中再热器的总级数，m和n均为正整数，m≥2且2≤n≤m。

其中，主蒸汽回路包括串联设置的预热器3、蒸发器2和过热器1以及控制阀(未示出)，给水依次流经预热器3、蒸发器2和过热器1与导热油换热成为过热蒸汽，其中，蒸发器中还包括汽水分离器。而再热蒸汽回路则包括串联设置的m级再热器以及控制阀(未示出)，来自汽轮机的做功后蒸汽依次流经第m级再热器5-m至第1级再热器5-1与导热油换热成为再热蒸汽。其中，再热蒸汽回路与主蒸汽回路并联设置。

来自聚光集热系统(未示出)的导热油(即热导热油)分为两个支路分别进入主蒸汽回路和再热蒸汽回路，进入主蒸汽回路中的导热油依次流经过热器1、蒸发器2和预热器3与给水换热后从主蒸汽回路出口流出，进入再热蒸汽回路中的导热油依次流经第1级再热器5-1至第n-1级再热器5-n-1换热后与来自主蒸汽回路出口的导热油混合，随后通过管路依次引入第n级再热器5-n至第m级再热器5-m完成热量交换后送入聚光集热系统进行再次加热。

本实用新型通过导热油汇集管路4将槽式导热油蒸汽发生系统中主蒸汽回路出口的导热油与再热蒸汽回路中第n-1级再热器出口5-n-1的导热油混合后引入第n级再热器5-n的入口，混合后的导热油依次经第n级再热器5-n至第m级再热器5-m完成热量交换后送入聚光集热系统进行再次加热。优选地，可以通过温度联锁调节第1级再热器的入口油量使第n-1级再热器的出口油温与主回路预热器的出口油温差值在0～10℃范围内。

本实用新型的蒸汽发生系统通过控制再热蒸汽回路入口导热油流量的方式可使第n-1级再热器出口的导热油温度近似与主蒸汽回路出口导热油温相等，避免不同油温导热油混合所造成的热量浪费，使蒸发系统热量利用效率更加高效；同时该蒸发系统设计计算时可通过调节再热蒸汽回路m级换热器换热面积的配比、适当提高主蒸汽回路出口油温、增加主蒸汽回路各级高压换热器的传热推动力，达到减少主蒸汽回路各级高压换热器换热面积、缩小主蒸汽回路各级高压换热器(特别是高压水汽走壳程的蒸发器)的钢材用量，获得比传统槽式光热电站蒸发系统更好的经济效益。

下面结合具体实施例对本实用新型进行说明。

本实施例的槽式导热油蒸汽发生系统由过热器1蒸发器(含汽水分离器)2、预热器3及相关控制调节仪表构成主蒸汽回路，2级串联的再热器及相关控制调节仪表构成再热蒸汽回路，其中，m＝n＝2。

运行时，导热油分为两个支路分别进入主蒸汽回路(依次流经过热器1、蒸发器(含汽水分离器)2、预热器2)与给水进行热量交换和再热蒸汽回路中(依次流经第1级再热器至第3级再热器)与来自汽轮机的做功后蒸汽(也称为冷再热汽)进行热量交换，通过温度联锁调节第1级再热器的入口油量使第1级再热器的出口油温与主蒸汽回路预热器3的出口油温之差控制在0～10℃范围内；然后利用导热油汇集管路4将预热器3出口的导热油与第1级再热器出口的导热油进行混合，混合后的导热油进入第2级再热器进行热量交换后排出蒸汽发生系统并送入聚光集热系统进行再次加热。

为了体现本系统的先进性，对本系统和传统系统进行对比分析。系统均设置2级再热器，导热油的总流量为1796.6t/h，进口温度为419℃。采用本实用新型系统，第2级再热器的导热油出口温度为303.2℃，导热油与水工质之间温差合理。而采用传统系统，第2级再热器的导热油出口温度为215.3℃低于水工质的温度，传热无法进行。为了有效传热，必须提高导热油的流量进而提高导热油的出口油温。

因此，本实用新型系统相比传统系统，可以提高导热油热量的利用率，节省导热油的用量，节省建设及运维费用。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

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