[发明专利]一种槽式真空集热管直流大电流熔盐解冻预热装置

说明书

技术领域

本发明专利是针对槽式聚光太阳能热发电系统，用于真空集热管内熔盐解冻、预热的一种装置。是基于熔融盐作为槽式太阳能聚光热发电系统的传热工质时的一种启动预热、冻堵排除装置。当熔融盐在真空集热管内发生冻堵现象时，可以快速方便的解冻，且不占用集热管内部空间。可以为熔盐作为集热传热工质的槽式太阳能热发电系统提供冻堵排除以及启动预热，提高系统的运行效率及安全性能。

背景技术

当前，世界各国加强了对清洁能源技术的研究开发，把太阳能与环境保护紧密结合在一起，使太阳能的开发利用逐步得到重视和加强，特别是对大规模太阳能聚光热发电的研究与应用。

大规模聚光太阳能热发电（CSP）技术的主要工作原理是利用光－热－电转换，即利用太阳辐射所产生的热能发电。这些系统中的工作介质，水、油或熔盐，吸收聚集后的太阳能，温度升高，直接或通过间壁换热后产生蒸汽，然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。

槽式系统是当前CSP技术中的一种，也是目前最为成熟的太阳能热发电技术，拥有最多的商业运行电厂。目前槽式系统中的传热工作介质以合成油为主，合成油价格昂贵、工作上限温度低，使用寿命短是制约该类系统减少成本、提高效率的瓶颈。以水作为工作介质的系统目前仍在实验研究阶段，主要困难在于直接用水作为传热做功工质存在系统水力动力装置上的复杂性以及蓄热方面的困难。所以，用熔融盐作为集热、传热、蓄热工质已经提上日程，可以解决低成本、高效率、系统装置简洁的问题，但是容易发生冻堵的安全问题也显得尤为重要。

熔融盐的冻堵问题在系统循环管路中可以通过电伴热装置予以解决，但是在槽式系统的应用中，由于使用玻璃-金属真空集热管，使得真空集热管路的熔盐解冻较为困难，目前一般使用陶瓷电加热管的装置解决，即在真空集热管熔盐流动腔内，同心布置具有外部电绝缘的电加热丝，当管内发生冻堵时，给电加热丝通以交流电，使电加热丝发热，然后将热量传递给熔盐，使其达到熔点温度解冻。这种装置虽然行之有效，但是给系统的设计、施工带来较大的困难，并且电加热系统布置在管内占据一定空间，减少了集热工质的容积，一旦损害，维修更换非常困难。

发明内容

针对上述现象，本发明专利直接利用玻璃-金属真空集热管的不锈钢金属管壁作为电加热元件，在整个槽式集热回路上加上低压大电流直流电，使金属管壁升温，解冻管内冻结的熔融盐。

本发明专利的目的在于提供一种用于槽式太阳能热发电系统真空集热管路解冻及预热的装置及具体组成结构。解决了槽式系统真空集热管内熔盐解冻问题，提供了一种真空集热管内防熔盐冻堵的技术手段，同时，由于系统充盐之前需要对集热器及其管路进行预热，以减少管路的热应力损坏，本发明也是真空集热管路充盐预热的技术装置。该发明可以提高系统的安全性、改善系统的性能、同时降低系统维护运行成本。

一种槽式真空集热管直流大电流熔盐解冻预热装置，其包括：

环路连接管路系统：包括阀门V1，阀门V2，真空集热器R，用于连接集热器与支撑机构的陶瓷电绝缘组件C1、陶瓷电绝缘组件C2、陶瓷电绝缘组件C3、陶瓷电绝缘组件C4，膨胀罐A1，限压阀V3，温度传感器T1，温度传感器T2，温度传感器T3;膨胀罐A1的输入口与低温熔融盐总管连接，膨胀罐A1的输出口与高温熔融盐总管连接，在膨胀罐A1与低温熔融盐总管之间、膨胀罐A1与低温熔融盐总管之间有真空集热管R,真空集热管R的两端的管路上分别套有陶瓷电绝缘组件C1、陶瓷电绝缘组件C2、陶瓷电绝缘组件C3和陶瓷电绝缘组件C4，与低温熔融盐总管和高温熔融盐总管连接处分别装有温度传感器T1,阀门V1和温度传感器T2、阀门V2。膨胀罐A1的入口处连接有温度传感器T2。管路在膨胀罐A1附近以及阀门V1和V2的前端分别设置有接线端。

直接电加热系统：包括现场变压器B，备用交流发电机G，用于交直流转换的AC/DC模块及控制系统P，所述的温度传感器T1，温度传感器T2，温度传感器T3分别连入到控制系统P的输入端，控制系统P的输出端连接到环路连接管路位于膨胀罐端A1处的接线端。现场变压器B，备用交流发电机G均与控制系统P连接。阀门V1和V2的前端的接线端分别接地。

所述的陶瓷电绝缘组件C1、瓷电绝缘组件C2、陶瓷电绝缘组件C3、陶瓷电绝缘组件C4和连接真空集热管吸热器相连，其所用材料除陶瓷材料外，也可采用其它耐高温电绝缘材料。