本發(fā)明屬于可再生能源利用的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種移動(dòng)管板式的熔鹽蒸汽發(fā)生裝置。

背景技術(shù)：

太陽(yáng)能、風(fēng)能是可再生能源中的重要組成部分，近年來(lái)為了解決環(huán)境污染問(wèn)題，減少化石能源消耗，以太陽(yáng)能、風(fēng)能為核心的可再生能源替代正在世界各國(guó)興起。我國(guó)是太陽(yáng)能資源、風(fēng)力資源豐富的國(guó)家，近十年來(lái)，太陽(yáng)能、風(fēng)能利用在我國(guó)已有了長(zhǎng)足發(fā)展。統(tǒng)計(jì)資料表明，截止到2016年底，我國(guó)的光伏累計(jì)裝機(jī)容量為7800萬(wàn)千萬(wàn)，風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量為1.49億千萬(wàn)。風(fēng)能與太陽(yáng)能在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的比重逐漸增加。

由于沒(méi)有大容量的儲(chǔ)能裝置，風(fēng)能與太陽(yáng)能的發(fā)電功率受風(fēng)光資源的影響甚大，因此近兩年隨著風(fēng)電、光伏裝機(jī)容量的快速增加，我國(guó)風(fēng)電資源集中的三北地區(qū)、西北地區(qū)存在嚴(yán)重的棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象，嚴(yán)重的地方棄風(fēng)、棄光率接近30％。為了解決上述問(wèn)題，光伏和風(fēng)電必須配置一定熔鹽的儲(chǔ)能系統(tǒng)，目前通常采用的是電池儲(chǔ)能方案，但蓄電池的使用壽命通常只有3-5年，同時(shí)廢舊電池的回收處理仍然是需要解決的問(wèn)題。或許利于熔鹽儲(chǔ)能技術(shù)是解決棄風(fēng)、棄光問(wèn)題的一種有效方法。

在太陽(yáng)能發(fā)電的技術(shù)路線中，除了光伏發(fā)電外，近些年光熱發(fā)電技術(shù)逐漸從示范應(yīng)用向規(guī)模化應(yīng)用發(fā)展。光熱發(fā)電通常具有大規(guī)模的儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以把太陽(yáng)光的收集與熱發(fā)電的過(guò)程進(jìn)行解耦，根據(jù)電網(wǎng)需求進(jìn)行發(fā)電，當(dāng)電源結(jié)構(gòu)中可再生能源的比例逐漸增加時(shí)，電網(wǎng)對(duì)電源可調(diào)度性的要求會(huì)逐漸增加，光熱發(fā)電的特性決定了在我國(guó)未來(lái)的能源結(jié)構(gòu)中占有重要地位。光熱發(fā)電目前采用的儲(chǔ)熱介質(zhì)通常是熔鹽，熔鹽具有熱容高、液相溫度范圍寬、流動(dòng)傳熱特性好等特征，是較理想的儲(chǔ)熱載體。

有太陽(yáng)資源時(shí)，產(chǎn)生的高溫熔鹽儲(chǔ)存在熔鹽罐內(nèi)。在有負(fù)荷需求時(shí)，抽取熱熔鹽進(jìn)入蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，產(chǎn)生需要參數(shù)的蒸汽，輸送到蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)做功發(fā)電。熔鹽蒸發(fā)器是蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的重要設(shè)備，其可靠性影響到蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、乃至整臺(tái)發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。由于熔鹽蒸發(fā)器的進(jìn)出口熔鹽存在較大的溫差(可能會(huì)超過(guò)100℃)，采用傳統(tǒng)的u型管束、管殼式的換熱器結(jié)構(gòu)，在換熱器管板上存在較高的溫差及熱應(yīng)力，容易導(dǎo)致裂紋及管口泄漏情況的發(fā)生，從而影響到熔鹽換熱器的可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題為：提供了一種移動(dòng)管板式的熔鹽蒸汽發(fā)生裝置，蒸發(fā)器采用立式布置的雙管板結(jié)構(gòu)，水和水蒸汽流程在管側(cè)，熔鹽流程在殼側(cè)；雙管板分別布置在蒸發(fā)器的上部與下部，蒸發(fā)管束的兩端分別與上下管板通過(guò)焊接或脹接連接；上管板與蒸發(fā)器筒體固定(通常采用焊接)，下管板可以沿高度方向自由膨脹；蒸發(fā)管束外側(cè)設(shè)計(jì)有折流板，用以形成熔鹽流動(dòng)的通道。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是：一種移動(dòng)管板式的熔鹽蒸汽發(fā)生裝置，包括汽包、熔鹽蒸發(fā)器、下降管、上升管、熔鹽入口、熔鹽出口、給水入口和蒸汽出口；熔鹽蒸發(fā)器包括了筒體、上封頭、下封頭、蒸發(fā)管束、上管板、下管板、折流板、中心筒、內(nèi)包殼，汽包布置在熔鹽蒸發(fā)器的上部，通過(guò)下降管、上升管與熔鹽蒸發(fā)器連接；熔鹽蒸發(fā)器內(nèi)的上管板、下管板呈上下布置，蒸發(fā)管束與上管板、下管板通過(guò)焊接或脹接方式連接成一個(gè)整體；在下管板的外側(cè)設(shè)置有內(nèi)包殼，熔鹽蒸發(fā)器中心布置有中心筒，從汽包引出的下降管通過(guò)中心筒進(jìn)入到熔鹽蒸發(fā)器的下部。

其中，正常工作時(shí)給水通過(guò)給水管進(jìn)入到汽包內(nèi)，汽包內(nèi)的飽和水通過(guò)下降管進(jìn)入到熔鹽蒸發(fā)器內(nèi)，下降管通過(guò)中心筒進(jìn)入到熔鹽蒸發(fā)器下部，飽和水在內(nèi)包殼改變方向進(jìn)入到蒸發(fā)管束內(nèi)，在蒸發(fā)管束內(nèi)吸收熱量完成氣化蒸發(fā)過(guò)程，并通過(guò)汽水上升管進(jìn)入到汽包內(nèi)，在汽包內(nèi)完成汽水分離，分離后的蒸汽從蒸汽出口流出熔鹽蒸汽發(fā)生裝置，飽和水與汽包內(nèi)的水混合重新進(jìn)入下降管，蒸發(fā)管束的外側(cè)布置有折流板，熔鹽在折流板形成的流動(dòng)內(nèi)流過(guò)，把熱量傳遞給管內(nèi)的介質(zhì)，完整水的氣化蒸發(fā)過(guò)程。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明上下布置的雙管板蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，有效解決了單管板、u型管束蒸發(fā)器存在的溫差高、應(yīng)力大問(wèn)題，提高了熔鹽蒸發(fā)器的安全性；

(2)本發(fā)明可移動(dòng)式的下管板結(jié)構(gòu)，可以有效吸收蒸發(fā)管束在啟停及變工況條件下存在的膨脹位移差，減小蒸發(fā)管束承受的應(yīng)力；

(3)本發(fā)明水和水蒸汽走管側(cè)，流動(dòng)方向從下向上(采用直立式布置)，這種設(shè)計(jì)方案有利于水和蒸汽的動(dòng)力循環(huán)；系統(tǒng)可以采用自然循環(huán)方式，由此可以減小初投資并節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用；

(4)本發(fā)明熔鹽流程在殼側(cè)的布置方案有利于蒸發(fā)器的疏鹽防凝，可以提高熔鹽蒸發(fā)系統(tǒng)的安全性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種移動(dòng)管板式的熔鹽蒸汽發(fā)生裝置的工作原理示意圖。

圖中附圖標(biāo)記含義為：1為汽包，2為熔鹽蒸發(fā)器，3為下降管，4為上升管，5為熔鹽入口，6為熔鹽出口，7為給水入口，8為蒸汽出口，21為筒體，22為上封頭，23為下封頭，24為蒸發(fā)管束，25為上管板，26為下管板，27為折流板，28為中心筒，29為內(nèi)包殼。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

如圖1所示，本發(fā)明一種移動(dòng)管板式的熔鹽蒸汽發(fā)生裝置，包括：汽包1、熔鹽蒸發(fā)器2、下降管3、上升管4、熔鹽入口5、熔鹽出口6、給水入口7和蒸汽出口8；熔鹽蒸發(fā)器2包括：筒體21、上封頭22、下封頭23、蒸發(fā)管束24、上管板25、下管板26、折流板27、中心筒28和內(nèi)包殼29。

汽包1置于熔鹽蒸發(fā)器2的上方，熔鹽蒸發(fā)器2按立式布置，并通過(guò)下降管3、上升管4與汽包1連接成一個(gè)整體。熔鹽蒸發(fā)器2的殼體由筒體21、上封頭22、下封頭23組成；蒸發(fā)器內(nèi)件主要包括蒸發(fā)管束24、上管板25、下管板26、折流板27，上管板25與筒體緊密連接(通常采用焊接方式)，下管板26可以在蒸發(fā)器筒體21內(nèi)沿軸向自由膨脹。上管板25、下管板26與蒸發(fā)管束24的中心設(shè)置有中心筒28，匯合后的下降管3通過(guò)中心筒28進(jìn)入到蒸發(fā)器的下部。蒸發(fā)管束24的外側(cè)在與管子垂直方向上間隔設(shè)置有折流板27，從熔鹽入口5進(jìn)來(lái)的熱熔鹽經(jīng)過(guò)折流板27形成的流道，把熱量傳遞給蒸發(fā)管束24內(nèi)的工質(zhì)，溫度降低后從熔鹽出口6流出蒸發(fā)器。下管板26的外側(cè)設(shè)置有內(nèi)包殼29，從下降管3出來(lái)的飽和水，經(jīng)內(nèi)包殼(29)折流反向，在重力壓差的推動(dòng)下依次流過(guò)下管板26、蒸發(fā)管束24、上管板25，并在蒸發(fā)管束24內(nèi)完成部分水的汽化、蒸發(fā)過(guò)程。兩相流通過(guò)上升管4進(jìn)入到汽包1，在汽包1內(nèi)完成汽水分離過(guò)程，飽和蒸汽由蒸汽出口8流出蒸發(fā)系統(tǒng)，汽包補(bǔ)水通過(guò)給水管7進(jìn)入汽包，以維持汽包1水位處于正常位置，飽和水通過(guò)下降管3重新進(jìn)入蒸發(fā)器2，完成蒸發(fā)系統(tǒng)的循環(huán)過(guò)程。

一種移動(dòng)管板式的熔鹽蒸汽發(fā)生裝置，下管板26可移動(dòng)式的設(shè)計(jì)可以有效吸收蒸發(fā)管束24在冷熱態(tài)下的膨脹差；同時(shí)雙管板式的設(shè)計(jì)方案可以消除u型管、單管板結(jié)構(gòu)上存在的溫差及應(yīng)力。熔鹽蒸發(fā)器2的立式布置有利于自然循環(huán)的建立，節(jié)省了循環(huán)泵和運(yùn)行費(fèi)用；同時(shí)熔鹽流程在殼側(cè)的布置方式也有利于疏鹽，提升系統(tǒng)的安全性。

隨著熔鹽儲(chǔ)熱能力被大家逐漸認(rèn)可，熔鹽在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛，可以預(yù)見(jiàn)上述熔鹽蒸發(fā)系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景。